MALDIを使用した医薬品中のリチウムイオンの検出

投稿日: 2023 年 2 月 22 日 | アフマド・アミニ、ヨハン・カールソン | コメントはまだありません

ここでは、スウェーデン医療製品庁の Ahmad Amini 氏と Johan Carlsson 氏が、医薬品中のリチウムの同定におけるマトリックス支援レーザー脱離/イオン化飛行時間型質量分析法 (MALDI-TOF MS) の使用について説明します。

リチウム (Li) は、アルカリ金属のグループに属する周期表の 3 番目の元素です。 1800年代初頭にヨハン・アウグスト・アルフウェドソンによって鉱物ペタライトから発見されました。 これが元素の名前の由来を説明すると考えられています。 リトス（ギリシャ語で石）に由来。 硫酸塩、酢酸塩、塩化物などのさまざまな塩として存在します。 リチウムには 9 つの既知の同位体があり、そのうち 2 つは安定しています - 6Li と 7Li、存在量はそれぞれ 7.5 パーセントと 92.5 パーセントです。1

高濃度のリチウムは人間、動物、植物に対して有毒であり、例えば、5gのLiClを摂取すると致死的な毒性を引き起こす可能性があります。」

リチウムは、その濃度または曝露に応じて、生物にとって生物学的に重要である可能性があります。2,3 低濃度から中濃度のリチウムは、双極性障害の治療薬として 50 年以上使用されてきました。4 ただし、高濃度のリチウムは人間、動物、植物に対して有毒であり、例えば 5g の LiCl を摂取すると致死的な毒性を引き起こす可能性があります。 5 リチウムはまた、例えば天然ワックスエステル、スフィンゴ脂質、炭水化物、脂質、ポリマー。6-8

シクロデキストリンは、酵素消化によってデンプンから生成される環状オリゴマーのファミリーです9。最も豊富な天然シクロデキストリンは、それぞれ 6、7、8 個のグルコピラノース単位を含む α-CD、β-CD、および γ-CD です。 それらは、内部表面と外部表面に異なる極性を持つ中空のトーラスに似た形状を示します。 つまり、内部空洞は疎水性、外部は親水性です。10

シクロデキストリンの内部は、さまざまな有機分子と容易に結合して包接複合体を形成します 10,11。CD キャビティの入口にあるヒドロキシル基は、水素結合または静電相互作用によって超分子複合体を形成します。12 このような特性により、ホスト-ゲスト複合体の形成が可能になります。 CD と個々のゲスト分子のホストゲスト包接錯体形成の背後にある原動力には、静電、水素結合、ファンデルワールス相互作用、および疎水性相互作用が含まれます。15-17

MALDI-TOF MS やエレクトロスプレーイオン化などのソフトイオン化技術により、非共有結合性 CD 複合体を探索する可能性が得られました。9、18、19

本研究では、α-CD とリチウムイオン間の付加物形成を医薬品中のリチウムの検出に利用しました。

α-シクロデキストリンは、β-CDなどの他のシクロデキストリンと同様、サンプルマトリックス中のさまざまなアルカリ金属と結合してさまざまな付加物を形成する高い親和性を持っています。 図示されているように、図1 α-CD および β-CD の陽イオンモード MALDI 分析では、[α-CD-Li]+、[α-CD-Na]+、[α-CD-K]+ などのアルカリ金属付加物のイオン形態が生成されます。 。 β-CD とは対照的に、α-CD (MW = 792.8 g/mol) は水溶解度が高く、25℃で水 1 リットルあたり 100 g を超えます。 CD は共マトリックスであり、金属イオン、つまり Li+、Na+、K+ を捕捉するアルカリ金属シンクとして機能します。 これは、質量分析においてアルカリ金属イオン付加物を形成する糖の高い親和性によるものです。20

図1 : リチウム、ナトリウム、カリウムのカチオンによる α-CD (A) および β-CD (B) のカチオン化。 塩化リチウムを50 mg/mlのα-CDおよび10 mg/mlのβ-CDに200μg/mlの濃度で溶解した。 分析は、MALDI マトリックスとしてアセトニトリルおよびトリフルオロ酢酸に溶解した ACHCA を使用して、リフレクトロン モードで実行されました。

アルカリ金属イオンとの会合、そしてそれによるカチオン化 CD の形成は、これらの金属イオンに対する CD の親和性、CD/金属比、およびイオン半径や電子配置などの金属カチオンの特性に依存します。13