MALDI를 사용하여 의약품에서 리튬 이온 검출

게시일: 2023년 2월 22일 | 아마드 아미니, 요한 칼슨 | 아직 댓글이 없습니다

여기서는 스웨덴 의약품청(Swedish Medical Products Agency)의 Ahmad Amini와 Johan Carlsson이 의약품 제제에서 리튬 식별을 위한 매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화 비행 시간 질량 분석기(MALDI-TOF MS)의 사용에 대해 논의합니다.

리튬(Li)은 주기율표에서 알칼리 금속족에 속하는 세 번째 원소입니다. 1800년대 초 요한 아우구스트 아르프웨드슨(Johann August Arfwedson)이 광물 꽃잎에서 발견했습니다. 이것은 요소 이름의 유래를 설명하는 것으로 생각됩니다. lithos(돌을 뜻하는 그리스어)에서 유래. 황산염, 아세트산염, 염화물과 같은 다양한 염으로 발견됩니다. 리튬에는 9개의 알려진 동위원소가 있으며 그 중 2개는 안정한 동위원소인 6Li와 7Li로 각각 7.5%와 92.5%의 풍부도를 가지고 있습니다.1

고농도의 리튬은 인간, 동물 및 식물에 독성이 있습니다. 예를 들어 LiCl 5g을 섭취하면 치명적인 독성을 유발할 수 있습니다."

리튬은 농도나 노출에 따라 살아있는 유기체에 생물학적으로 중요할 수 있습니다.2,3 중저농도의 리튬은 50년 이상 양극성 장애 치료를 위한 치료제로 사용되어 왔습니다.4 그러나 고농도의 리튬은 인간, 동물 및 식물에 독성이 있습니다. 예를 들어 5g의 LiCl을 섭취하면 치명적인 독성을 유발할 수 있습니다.5 리튬은 또한 천연 왁스 에스테르, 스핑고지질 등의 MALDI 분석을 위한 효과적인 양이온화제임이 입증되었습니다. 탄수화물, 지질 및 중합체.6-8

사이클로덱스트린은 효소 소화를 통해 전분에서 생성된 고리형 올리고머 계열입니다.9 가장 풍부한 천연 사이클로덱스트린은 α-CD, β-CD 및 γ-CD이며 각각 6개, 7개 및 8개의 글루코피라노스 단위를 포함합니다. 내부 및 외부 표면의 극성이 서로 다른 속이 빈 원환체와 유사한 모양을 나타냅니다. 즉, 소수성 내부 공동과 친수성 외부.10

사이클로덱스트린의 내부는 다양한 유기 분자와 쉽게 결합하여 포접 복합체를 형성합니다.10,11 CD 공동 입구의 수산기 그룹은 수소 결합 또는 정전기 상호 작용에 의해 초분자 복합체를 형성합니다.12 이러한 특성은 호스트-게스트 복합체 형성을 가능하게 합니다. , 무기 금속 염과 함께.13,14 CD와 개별 게스트 분자의 호스트-게스트 포함 복합체 형성 뒤에 있는 추진력에는 정전기, 수소 결합, 반 데르 발스 및 소수성 상호 작용이 포함됩니다.15-17

MALDI-TOF MS 및 전기분무 이온화와 같은 연성 이온화 기술은 비공유 CD 복합체를 탐색할 수 있는 가능성을 제공했습니다.9,18,19

본 연구에서는 α-CD와 리튬 이온 사이의 부가물 형성을 활용하여 의약품에서 리튬을 검출했습니다.

α-사이클로덱스트린은 β-CD와 같은 다른 사이클로덱스트린과 마찬가지로 시료 매트릭스의 다양한 알칼리 금속과 쌍을 이루어 다양한 부가물을 형성하는 높은 친화력을 가지고 있습니다. 에 설명된 바와 같이그림 1 α-CD 및 β-CD의 양이온 모드 MALDI 분석은 알칼리 금속 부가물의 이온 형태(예: [α-CD-Li]+, [α-CD-Na]+ 및 [α-CD-K]+를 생성합니다. . α-CD(MW = 792.8g/mol), β-CD와 대조적으로 α-CD는 수용해도가 높습니다. 즉, 25oC에서 물 1리터당 100g 이상입니다. CD는 공행렬이며 금속 이온, 즉 Li+, Na+ 및 K+를 포획하는 알칼리 금속 싱크 역할을 합니다. 이는 질량 분석법에서 알칼리 금속 이온 부가물을 형성하는 당의 높은 친화력 때문입니다.20

그림 1 : 리튬, 나트륨 및 칼륨 양이온에 의한 α-CD(A) 및 β-CD(B)의 양이온화. 염화리튬을 50 mg/ml α-CD 및 10 mg/ml β-CD에 200 μg/ml 농도로 용해시켰습니다. 분석은 MALDI 매트릭스로 아세토니트릴과 트리플루오로 아세트산에 용해된 ACHCA를 사용하여 반사 모드에서 수행되었습니다.

알칼리 금속 이온과의 결합 및 그에 따른 양이온화된 CD의 형성은 이러한 금속 이온에 대한 CD의 친화력, CD/금속 비율뿐만 아니라 이온 반경 및 전자 구성과 같은 금속 양이온 특성에 따라 달라집니다.13