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Exploring the potential of a MEPS/UHPLC-based methodology on the Exploring the potential of a MEPS/UHPLC-based methodology on the
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Abstract(s)
Asthma is a heterogeneous disease characterized by chronic inflammation and
long term irreversible remodeling of the airways. The enzymatic peroxidation of the
arachidonic acid is part of the pathophysiology of this disease and leads to the formation
of powerful inflammatory mediators, characteristic of asthma.
The present work aimed to develop an easy-to-use ultra-high pressure liquid
chromatography (UHPLC)-based strategy in order to characterize lipid peroxidation
biomarkers: leukotrienes E4 (LTE4) and B4 (LTB4) and 11β-prostaglandin F2α (11βPGF2α),
eicosanoids present in the urine of asthmatic patients and healthy individuals (control
group). A semi-automatic eVol®-microextraction by packed sorbent (MEPS) format was
developed in order to isolate the target analytes. The method was fully validated under
optimal extraction (R-AX sorbent, 3 conditioning-equilibration cycles with 250 μL of
ACN-H2O at 0.1% FA, 10 extract-discard cycles of 250 μL of sample at a pH of 5.1, elution
with 2 times 50 μL of MeOH and concentration of the eluate until half of its volume) and
chromatographic conditions (14-min analysis at a flow rate of 300 μL min-1 in an UHPLCPDA
equipped with a BEH C18 column). Our results indicated good recoveries (>95%) in
addition to excellent extraction efficiency (>95%) at three concentration levels (low, mid
and high) with precision (RSDs) less than 11%. The lack-of-fit, goodness-of-fit and
Mandel’s fitting tests, revealed good linearity within the concentration range. Good
selectivity and sensitivity were achieved with limits of detection ranging from 0.04 ng
mL-1 for LTB4 to 1.12 ng mL-1 for 11βPGF2α, and limits of quantification from 0.10 ng mL-
1 for the LTB4 to 2.11 ng mL-1 for 11βPGF2α.
The developed method was successfully applied to the urine of asthmatic patients and healthy individuals. On average, the urine of asthmatic patients present significantly higher concentrations of 11βPGF2α (112.96 ng mL-1 vs 62.56 ng mL-1 in control group), LTE4 (1.27 ng mL-1 vs 0.89 ng mL-1 in control group) and LTB4 (1.39 ng mL-1 vs 0.76 ng mL- 1 in control group). These results suggest the potential of the target eicosanoids and the developed method on asthma diagnosis and on the follow-up of the therapeutic response.
A asma é uma doença heterogénea caracterizada por inflamação crónica e remodelação irreversível das vias aéreas a longo prazo. A peroxidação enzimática do ácido araquidónico faz parte da fisiopatologia dessa doença e leva à formação de poderosos mediadores inflamatórios, característicos da asma. O presente trabalho teve como objectivo desenvolver uma estratégia baseada em cromatografia líquida de ultra-alta pressão (UHPLC) fácil de usar de forma a caracterizar biomarcadores de peroxidação lipídica: leucotrienos E4 (LTE4) e B4 (LTB4) e 11β-prostaglandina F2α (11βPGF2α), eicosanóides presentes na urina de pacientes asmáticos e indivíduos saudáveis (grupo controlo). Um formato semi-automático eVol®- micoextracção por sorvente embalado (MEPS) foi desenvolvido de forma a isolar os analitos alvo. O método foi totalmente validado sob condições óptimas de extracção (sorvente R-AX, 3 ciclos de condicionamento-equilíbrio com 250 μL de ACN-H2O a 0,1% FA, com 10 ciclos de extracção-descarte de 250 μL de amostra a um pH de 5,1, eluição com 2 vezes 50 μL de MeOH e concentração do eluato até metade do seu volume) e cromatográficas (análise de 14 min a uma taxa de fluxo de 300 μL min-1 num UHPLC-PDA equipado com uma coluna BEH C18). Os nossos resultados indicaram boas recuperações (>95%) além de uma excelente eficiência de extracção (>95%) a três níveis de concentração (baixa, média e alta) com precisões (RSDs) menores que 11%. Os testes lack-of-fit, goodness-of-fit e Mandel’s fitting revelaram boa linearidade dentro do intervalo de concentração. Uma boa selectividade e sensibilidade foram alcançadas com limites de detecção variando entre 0,04 ng mL-1 para o LTB4 e 1,12 ng mL-1 para o 11βPGF2α e limites de quantificação entre 0,10 ng mL-1 para o LTB4 e 2,11 ng mL-1 para 11βPGF2α. O método desenvolvido foi aplicado com sucesso na urina de pacientes asmáticos e indivíduos saudáveis. Em média, a urina de pacientes asmáticos apresentou concentrações significativamente maiores de 11βPGF2α (112,96 ng mL-1 vs 62,56 ng mL- 1 no grupo controlo), LTE4 (1,27 ng mL-1 vs 0,89 ng mL-1 no grupo controlo) e LTB4 (1,39 ng mL-1 vs 0,76 ng mL-1 no grupo controlo). Estes resultados sugerem o potencial dos eicosanóides-alvo e do método desenvolvido no diagnóstico da asma e no acompanhamento da resposta terapêutica.
A asma é uma doença heterogénea caracterizada por inflamação crónica e remodelação irreversível das vias aéreas a longo prazo. A peroxidação enzimática do ácido araquidónico faz parte da fisiopatologia dessa doença e leva à formação de poderosos mediadores inflamatórios, característicos da asma. O presente trabalho teve como objectivo desenvolver uma estratégia baseada em cromatografia líquida de ultra-alta pressão (UHPLC) fácil de usar de forma a caracterizar biomarcadores de peroxidação lipídica: leucotrienos E4 (LTE4) e B4 (LTB4) e 11β-prostaglandina F2α (11βPGF2α), eicosanóides presentes na urina de pacientes asmáticos e indivíduos saudáveis (grupo controlo). Um formato semi-automático eVol®- micoextracção por sorvente embalado (MEPS) foi desenvolvido de forma a isolar os analitos alvo. O método foi totalmente validado sob condições óptimas de extracção (sorvente R-AX, 3 ciclos de condicionamento-equilíbrio com 250 μL de ACN-H2O a 0,1% FA, com 10 ciclos de extracção-descarte de 250 μL de amostra a um pH de 5,1, eluição com 2 vezes 50 μL de MeOH e concentração do eluato até metade do seu volume) e cromatográficas (análise de 14 min a uma taxa de fluxo de 300 μL min-1 num UHPLC-PDA equipado com uma coluna BEH C18). Os nossos resultados indicaram boas recuperações (>95%) além de uma excelente eficiência de extracção (>95%) a três níveis de concentração (baixa, média e alta) com precisões (RSDs) menores que 11%. Os testes lack-of-fit, goodness-of-fit e Mandel’s fitting revelaram boa linearidade dentro do intervalo de concentração. Uma boa selectividade e sensibilidade foram alcançadas com limites de detecção variando entre 0,04 ng mL-1 para o LTB4 e 1,12 ng mL-1 para o 11βPGF2α e limites de quantificação entre 0,10 ng mL-1 para o LTB4 e 2,11 ng mL-1 para 11βPGF2α. O método desenvolvido foi aplicado com sucesso na urina de pacientes asmáticos e indivíduos saudáveis. Em média, a urina de pacientes asmáticos apresentou concentrações significativamente maiores de 11βPGF2α (112,96 ng mL-1 vs 62,56 ng mL- 1 no grupo controlo), LTE4 (1,27 ng mL-1 vs 0,89 ng mL-1 no grupo controlo) e LTB4 (1,39 ng mL-1 vs 0,76 ng mL-1 no grupo controlo). Estes resultados sugerem o potencial dos eicosanóides-alvo e do método desenvolvido no diagnóstico da asma e no acompanhamento da resposta terapêutica.
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Keywords
asma biomarcadores Região Autónoma da Madeira Portugal Madeira Island eicosanóides MEPS UHPLC
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Publisher
Sociedade Portuguesa de Pneumologia