Shimadzu Journal Vol. 09 - Clinical Research

Význam tématu

V kontextu pandemie COVID-19 a širšího klinického výzkumu přináší nasazení moderních analytických metod včasné a spolehlivé informace o průběhu onemocnění i účinnosti léčby. Již zanedlouho se očekává široké využití hromadného testování nových i existujících antivirotik ve vysokopropustných workflow, které eliminují nutnost komplikované imunologické diagnostiky a přesouvají důraz na hmotnostní a chromatografická měření.

Cíle a přehled textu

Text shrnuje tři klíčové části Shimadzu Journal vol. 9 Issue 1: rozhovory s předními uživateli v oblasti hmotnostní spektrometrie (Prof. Uwe Karst a Dr. Paul Eason), aplikační zprávy o:

• rychlé korozi stříbrných nanostruktur v přítomnosti rozpuštěných plynů (SEM, UV-Vis, KFM-SPM, Raman),
• využití PESI-MS pro rychlou metabolomiku krve se zjištěním kvality vzorku (time‐delay 0 vs 3 h) a strojovým učením,
• kvantifikaci remdesiviru a jeho metabolitu GS-441524 v plazmě pomocí HPLC-MS/MS,
• analýze favipiraviru jako vzoru pro zaujetí metodik automatizovaných LC-MS/MS a manuální HPLC‐fluorescence.

Použitá metodika a instrumentace

Všechny studie využívají robustní PVD/PESI/LC-MS/MS platformy Shimadzu:

• SEM (Mira) a LA-ICP-MS pro korozní testy nanostruktur,
• PESI metabolomika s DPiMS-2020 a multivariační analýzou v R a Orange,
• HPLC-MS/MS s LCMS-9030/8060 pro antivirotika,
• automatizované i manuální postupy precipitace a SPE pro léčiva v plazmě.

Hlavní výsledky a diskuse

• Ag nanorody korodují extrémně rychle v nedegasované vodě, což zásadně mění jejich optické a morfologické vlastnosti a ovlivňuje SERS a plasmonické senzory.
• PESI-MS odhalila 18 robustních biomarkerů pro rozpoznání 3hodinového zpoždění zpracování krevních vzorků s AUC > 0,95 v pěti algoritmech strojového učení.
• Vyvinuty byly spolehlivé metody pro simultánní kvantifikaci remdesiviru a GS-441524 a pro rutinní měření favipiraviru v plazmě.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizované PESI workflow nabízí rychlé vyhodnocení kvality vzorku, HPLC-MS/MS metody umožňují multiplexní měření léků v jednom běhu, což má přímý dopad na personalizovanou medicínu a optimalizaci terapie u COVID-19 a dalších stavů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• integrace PESI-MS do rutinních laboratoří pro screening vzorků,
• další zkoumání koroze nanostruktur v biomedicínských aplikacích,
• rozšíření metabolomických biomarkerů kvality pro dlouhodobé skladování a další preanalytické vlivy,
• implementace plně automatizovaných LC-MS/MS platforem pro klinické monitorování antivirotik a dalších léčiv.

Závěr

Použití moderních technik Shimadzu – od ultrarychlého PESI-MS přes robustní HPLC/LC-MS/MS až po pokročilou imagingovou hmotnostní spektrometrii – přináší významné zrychlení, zefektivnění a zpřesnění klinických analýz. To otevírá cestu k rychlému vyhodnocení kvality biomedicínských vzorků a personalizované léčbě v době pandemie i po ní.

Reference

1. Richter et al., Plos One 15, e0227649 (2020).
2. Andersen et al., Anal. Chem. 92, 3171 (2020).
3. Stagon et al., Rapid Commun. Mass Spectrom. 35, e8953 (2021).
4. Bordag et al., medRxiv 2021.04.18.21254782.
5. Niu et al., Phys Rev Lett. 110, 13 (2013).