Detecção de íons de lítio em produtos farmacêuticos usando MALDI

Postado: 22 de fevereiro de 2023 | Ahmad Amini, Johan Carlsson | Ainda não há comentários

Aqui, Ahmad Amini e Johan Carlsson da Agência Sueca de Produtos Médicos discutem o uso de espectrometria de massa de tempo de voo de dessorção/ionização a laser assistida por matriz (MALDI-TOF MS) para identificação de lítio em preparações farmacêuticas.

O lítio (Li) é o terceiro elemento da tabela periódica que pertence ao grupo dos metais alcalinos. Foi descoberto por Johann August Arfwedson no início de 1800 no mineral petalita. Acredita-se que isso explique a origem do nome do elemento; de lithos (grego para pedra). É encontrado na forma de diferentes sais, como sulfato, acetato e cloreto. O lítio tem nove isótopos conhecidos, dos quais dois são estáveis ​​– 6Li e 7Li, que têm abundâncias de 7,5% e 92,5%, respectivamente.1

O lítio em altas concentrações é tóxico para humanos, animais e plantas, por exemplo, a ingestão de 5g de LiCl pode causar toxicidade fatal”

O lítio, dependendo da sua concentração ou exposição, pode ser biologicamente importante para os organismos vivos.2,3 O lítio em concentrações baixas a intermédias tem sido utilizado como agente terapêutico há mais de 50 anos para o tratamento da perturbação bipolar.4 No entanto, o lítio em altas concentrações é tóxico para humanos, animais e plantas, por exemplo, a ingestão de 5g de LiCl pode causar toxicidade fatal.5 O lítio também demonstrou ser um agente cationizante eficaz para análise MALDI de, por exemplo, ésteres de cera naturais, esfingolipídios, carboidratos, lipídios e polímeros.6-8

As ciclodextrinas são uma família de oligômeros cíclicos produzidos a partir do amido por meio de digestão enzimática.9 As ciclodextrinas naturais mais abundantes são α-CD, β-CD e γ-CD, incluindo respectivamente seis, sete e oito unidades de glucopiranose. Apresentam formato semelhante a um toro oco com polaridades diferentes em suas superfícies interna e externa; ou seja, cavidade interna hidrofóbica e exterior hidrofílico.10

O interior das ciclodextrinas associa-se prontamente a várias moléculas orgânicas para formar complexos de inclusão.10,11 Os grupos hidroxila na boca da cavidade CD formam complexos supramoleculares por ligações de hidrogênio ou interações eletrostáticas.12 Tais propriedades permitem a formação de complexação hospedeiro-hóspede. , com sais metálicos inorgânicos.13,14 As forças motrizes por trás da complexação de inclusão hospedeiro-hóspede do CD e da molécula hóspede individual incluem eletrostática, ligação de hidrogênio, van der Waals e interações hidrofóbicas.15-17

Técnicas de ionização suave, como MALDI-TOF MS e ionização por eletrospray, proporcionaram a possibilidade de explorar os complexos CD não covalentes.9,18,19

No presente estudo, a formação de adutos entre α-CD e íons de lítio foi explorada para detectar lítio em produtos farmacêuticos.

A α-ciclodextrina, como outras ciclodextrinas, como β-CD, tem uma alta afinidade para emparelhar com vários metais alcalinos na matriz da amostra para formar uma variedade de adutos. Como ilustrado emfigura 1 a análise MALDI do modo de íon positivo de α-CD e β-CD gera formas iônicas de adutos de metais alcalinos, por exemplo, [α-CD-Li]+, [α-CD-Na]+ e [α-CD-K]+ . α-CD (PM = 792,8 g/mol), α-CD ao contrário de β-CD, possui alta solubilidade aquosa, ou seja, mais de 100 g por litro de água a 25oC. CD é uma co-matriz e funciona como um sumidouro de metal alcalino, capturando íons metálicos, ou seja, Li+, Na+ e K+. Isto se deve à alta afinidade dos açúcares para formar adutos de íons de metais alcalinos em espectrometria de massa.20

figura 1 : Cationização de α-CD (A) e β-CD (B) por cátions de lítio, sódio e potássio. O cloreto de lítio foi dissolvido em 50 mg/ml de α-CD e 10 mg/ml de β-CD a uma concentração de 200 µg/ml. As análises foram realizadas no modo reflectron usando ACHCA dissolvido em acetonitrila e ácido trifluoroacético como matriz MALDI.

A associação com os íons de metais alcalinos e, portanto, a formação do CD cationizado, depende da afinidade do CD por esses íons metálicos, da proporção CD/metal, bem como das propriedades do cátion metálico, como raio do íon e configuração eletrônica.13