Recent applications and chiral separation development based on stationary phases in open tubular capillary electrochromatography(2019-2022) / 药物分析学报

Capillary electrochromatography(CEC)plays a significant role in chiral separation via the double sepa-ration principle,partition coefficient difference between the two phases,and electroosmotic flow-driven separation.Given the distinct properties of the inner wall stationary phase(SP),the separation ability of each SP differs from one another.Particularly,it provides large room for promising applications of open tubular capillary electrochromatography(OT-CEC).We divided the OT-CEC SPs developed over the past four years into six types:ionic liquids,nanoparticle materials,microporous materials,biomaterials,non-nanopolymers,and others,to mainly introduce their characteristics in chiral drug separation.There also added a few classic SPs that occurred within ten years as supplements to enrich the features of each SP.Additionally,we discuss their applications in metabolomics,food,cosmetics,environment,and biology as analytes in addition to chiral drugs.OT-CEC plays an increasingly significant role in chiral separation and may promote the development of capillary electrophoresis(CE)combined with other instruments in recent years,such as CE with mass spectrometry(CE/MS)and CE with ultraviolet light detector(CE/UV).

Estudo do efeito de estatinas e antiplaquetários na evolução do infarto agudo do miocárdio: uma abordagem metabolômica multiplataform / Effect of statins and antiplatelets in the evolution of acute myocardium infarction: a multiplatform metabolomics approach

O infarto agudo do miocárdio (IAM) é a maior causa de mortalidade no mundo. A oclusão coronária determina a necrose completa de cardiomiócitos (células musculares cardíacas) durante as primeiras horas do IAM. Porém, mesmo após a perda de massa de miocárdio viável cessar, a região infartada pode se expandir ou contrair no decorrer das primeiras semanas, afetando o prognóstico dos pacientes. Alguns tratamentos podem auxiliar na recuperação e melhoria do prognóstico desses pacientes, como o uso de estatinas e antiplaquetários, que quando utilizados em conjunto, proporcionam efeitos sinérgicos. O presente estudo investigou e comparou, através da óptica da metabolômica global multiplataforma, tratamentos concomitantes de estatinas (sinvastatina ou rosuvastatina) e antiplaquetários bloqueadores do receptor de ADP (clopidogrel ou ticagrelor), em pacientes que sofreram IAM. Foram coletadas amostras de plasma e urina de cerca 40 pacientes tratados com clopidrogrel e sinvastatina ou ticagrelor e rosuvastatina no Hospital São Paulo em diferentes períodos (basal, 1 mês e 6 meses após IAM). Amostras de plasma (basal e 1 mês) foram analisadas por RPLC-MS nos modos de ionização positivo e negativo, GC-MS e CEMS. Amostras de urina (basal, 1 mês e 6 meses) foram analisadas por RPLC-MS no modo de ionização positivo e HILIC-MS nos modos de ionização positivo e negativo. A abordagem metabolomica global multiplataforma evidenciou alterações no metabolismo de diferentes vias pelos dois tratamentos. Os dois tratamentos proporcionaram um efeito pronunciado no metabolismo de diferentes lipídios, como glicerolipídios, esfingolipídios, glicerofosfolipídios e ácidos graxos, sendo que a combinação rosuvastatina e ticagrelor resultou num efeito mais acentuado. Já o tratamento com clopidogrel e sinvastatina alterou de maneira mais pronunciada o metabolismo de aminoácidos ramificados e de acilcarnitinas de cadeia curta. Observou-se ainda a alteração de possíveis biomarcadores relatados na literatura como associados a problemas cardiovasculares, como hipoxantina, ácido 2-hidroxibutírico, algumas espécies de ceramidas, fosfatidilcolinas e acilcarnitinas de cadeia curta

cute myocardium infarction (AMI) is the main mortality cause in the world. The coronary occlusion determines the complete necrosis of cardiomyocytes (cardiac muscle cells) during the first hours of AMI. However, even after the loss of viable myocardial mass ceases, the infarcted area may still expand or contract during the first weeks after AMI, affecting the patient prognosis. Some treatments may assist patient recovery and improve prognostic, such as statins and antiplatelets which, when combined, provide synergic effects. This study investigated and compared, by untargeted multiplatform metabolomics, simultaneous treatments of statins (simvastatin or rosuvastatin) and ADP receptor antagonist antiplatelets (clopidogrel or ticagrelor) in patients that suffered AMI. Plasma and urine samples from around 40 patients treated with clopidogrel and simvastatin or ticagrelor and rosuvastatin were collected in Hospital Sao Paulo at different time points (basal, 1 month, 6 months after AMI). Plasma samples (basal and 1 month) were analyzed by RPLC-MS in positive and negative ionization modes, GC-MS and CE-MS. Urine samples (basal, 1 month, 6 months) were analyzed by RPLC-MS in positive ionization mode and by HILIC-MS in positive and negative ionization modes. The untargeted multiplatform metabolomics approach has shown that different metabolic pathways have been altered by the two treatments. Both treatments had a profound impact on the metabolism of different lipids, such as glycerolipids, sphingolipids, glycerophospholipids, and fatty acids. However, the combined treatment using rosuvastatin and ticagrelor impacted the most the lipid pathways. On the other hand, clopidogrel and simvastatin treatment affected more intensily the branched chain amino acids and short chain acylcarnitines metabolisms. Reported biomarkers in the literature related to cardiovascular diseases were also observed in this study, such as hypoxanthine, 2-hydroxybutyric acid, some species of ceramides, phosphatidylcholines and short chain acylcarnitines

Investigação do refluxo vésico-ureteral por abordagens metabolômicas alvo e global em urina utilizando como plataformas analíticas CE-MS, CESI-MS, RPLC-MS e HILIC-MS / Investigation of vesicoureteral reflux by target and untargeted metabolomic approaches in urine using CE-MS, CESI-MS, RPLC-MS and HILIC-MS as analytical platforms

O refluxo vésico-ureteral (RVU) é uma das condições urológicas comumente diagnosticada entre crianças. Altos graus dessa condição podem causar cicatrização renal, insuficiência renal e hipertensão arterial. A uretrocistografia miccional é o método mais comumente utilizado para o diagnóstico, no entanto, esse procedimento envolve sedação, cateterismo vesical e expõe a criança a uma quantidade significativa de radiação. A investigação metabolômica pode fornecer novos entendimentos sobre a doença e visa a descoberta de metabólitos específicos associados a ela. Assim, existe um potencial considerável para a implementação de perfil metabólico em análises clínicas. Dessa forma, buscou-se estabelecer uma alternativa não invasiva para identificar crianças com o RVU através da metabolômica. Para a investigação metabolômica alvo um método por eletroforese capilar acoplada ao espectrômetro de massas (CE-MS) com analisador to tipo ion trap foi desenvolvido e validado para a determinação de 27 aminoácidos em urina. Os parâmetros experimentais relacionados às configurações da interface CE-MS, eletrólito (BGE) e espectrômetro de de massas (MS) foram otimizados, proporcionando uma boa separação dos 27 aminoácidos, incluindo os isômeros L-leucina, L-isoleucina e L-alloisoleucina, em menos de 30 min. O líquido auxiliar (SHL) foi composto de 0,5% (v/v) ácido fórmico em 60% (v/v) água/metanol à uma vazão de 5 µL min-1. O BGE consistiu de 0,80 mol L-1 de ácido fórmico e 15% (v/v) de metanol. Um procedimento de stacking por pH foi implementado para aumentar a detectabilidade (uma solução de NH4OH a 12,5% (v/v) foi injetada a 0,5 psi/9 s antes das amostras). O método foi validado de acordo com os protocolos FDA e ICH, exibindo parâmetros aceitáveis. A quantificação bem sucedida dos aminoácidos em amostras de urina de um estudo piloto do RVU foi alcançada. A avaliação estatística dos resultados mostrou que alguns dos aminoácidos avaliados podem carregar informações que possibilitam discriminar as amostras de urina entre os grupos teste e controle. Para a análise metabolômica global urinária, métodos por RPLC-MS e HILIC-MS foram otimizados. Cinco colunas com diferentes propriedades foram investigadas para RPLC e quatro colunas para HILIC; adicionalmente, foram investigados a influência dos aditivos e pH da fase móvel. As condições ótimas foram determinadas avaliando o formato de pico, a relação sinal-ruído, o tempo de retenção, o número de molecular features detectados e sua distribuição durante o gradiente de eluição. A melhor condição obtida para RPLC utiliza a coluna CSH C18 e fase móvel composta por 0,1% (v/v) ácido fórmico em água (A) e 0,1% (v/v) ácido fórmico em acetonitrila (B). Para HILIC, o melhor desempenho foi obtido com a coluna zwitteriônica ZIC-HILIC e fase móvel composta por 10 mmol L-1 acetato de amônio pH 6,8 (B) e 95% (v/v) acetonitrila e 5% 200 mmol L-1 acetato de amônio pH 6,8 (A). As amostras de urina dos grupos controle e teste foram submetidas à análise metabolômica global por RPLC-MS usando o método otimizado e por CESI-MS. Os resultados indicaram que diversas rotas metabólicas podem ter sido alteradas pelo RVU. Alteração dos níveis de carnitinas e acilcarnitinas, aminoácidos e derivados, purinas e outros foi observada. Ainda, a presença de acilcarnitinas na urina podem indicar danos mitocondriais e a diminuição de triptofano e aumento do ácido quinurênico indicam uma alteração no metabolismo do triptofano

Vesicoureteral reflux (VUR) is one of the most commonly urologic conditions diagnosed among children. A high degree of this condition can cause kidney scarring, kidney failure and high blood pressure. Voiding cystourethrography is the standard method for diagnosis; however, this procedure involves sedation, bladder catheterization and exposes the child to a significant amount of radiation. Metabolomics has provided new insights about the disease and aims to discover specific metabolites associated with it. Thus, there is a considerable potential for the implementation of metabolic profile in clinical analyses. Thus, we attempted to establish a noninvasive alternative to identify children with VUR through metabolomics approach. For target metabolomics, a CE-MS method was developed and validated for the separation and quantitative analysis of 27 amino acids in urine. Experimental parameters related to the CE-MS interface (based on co-axial sheath liquid, SHL), background electrolyte (BGE) and mass spectrometer (MS) settings were optimized providing a good separation of 27 amino acids, including the isomers L-leucine, L-isoleucine and L-alloisoleucine, in less than 30 min. The SHL was composed of 0.50% (v/v) formic acid in 60% (v/v) methanol-water delivered at a flow rate of 5 µL min-1. The BGE consisted of 0.80 mol L-1 formic acid and 15% (v/v) methanol. A pH stacking procedure was implemented to enhance sensitivity (a 12.5% (v/v) NH4OH solution was injected at 0.5 psi/9 s prior to samples). The proposed method was thoroughly validated according to FDA and ICH protocols exhibiting acceptable parameters. A successful quantification of amino acids in urine samples from the VUR cohort was achieved. The statistical evaluation of the results showed that some of the amino acids may carry information for the discrimination of the urine samples between the test and control groups. For untargeted metabolomics analysis, methods by RPLC-MS and HILIC-MS were optimized. Five columns with different properties were investigated for RPLC and four columns for HILIC; additionally, the influence of additives and pH of the mobile phase were investigated. The optimum conditions were determined assessing the peak shape, signal-to-noise ratio, retention time, number of molecular features detected and their distribution during the elution gradient. The best condition obtained for RPLC uses CSH C18 column and mobile phase composed by 0.1% (v/v) formic acid in water (A) and 0.1% (v/v) formic acid in acetonitrile (B). For HILIC, the best performance was obtained with the zwitterionic ZIC-HILIC column and mobile phase composed by 10 mmol L-1 ammonium acetate pH 6.8 (B) and 95% (v/v) acetonitrile and 5% (v/v) 200 mmol L-1 ammonium acetate pH 6.8 (A). Urine samples from the control and test groups were submitted to global metabolomics analysis by RPLC-MS using the optimized method and by CESI-MS. The results indicated that several metabolic pathways may have been altered by VUR. Changes of carnitine and acylcarnitine levels, amino acids and derivatives, purines and others was observed. Furthermore, the presence of acylcarnitines in the urine may indicate mitochondrial damage and the decrease of tryptophan and increase of the kynurenic acid indicate a change in the metabolism of tryptophan