Utvikling av sonde for elektromembranekstraksjon direkte koblet til massespektrometri for in vitro metabolismeforsøk

En elektromembranekstraksjon (EME)-sonde ble utviklet og koblet direkte til elektrosprayionisasjon-massespektrometri (ESI-MS). Systemet ble brukt til in vitro metabolismestudier av legemidlene hydroksyzin og vortioksetin med formål å ekstrahere de respektive zwitterioniske metabolittene cetirizin og Lu AA34443. Metabolismeløsningen (donorfasen) bestod av fosfatbuffer (pH 7,4), rottelevermikrosomer (RLM), β-nikotinamid adenin dinkleotid 2´-fosfat redusert tetranatrium salthydrat (NADPH) og legemiddelløsning (enten hydroksyzin eller vortioksetin). Metabolismeløsningen ble trukket opp gjennom EME-sonden og blandet med make-up væske via et PEEK-kryss. Metabolismereaksjonen ble kontinuerlig monitorert og det ble dannet en metabolismeprofil for legemidlene. For ekstraksjon av legemidlene og metabolittene ble det benyttet en organisk væskemembran (SLM) bestående av 2-nitrofenyloktyleter (NPOE) eller 30 % (v/v) trifenylfosfat (TPP) i NPOE. Ekstraksjonen ble drevet av et elektrisk spenningsfelt på 400 V over membranen som ga opphav til elektrokinetisk migrering av positivt ladede forbindelser over membranen. Positivt ladede forbindelser ble ekstrahert over SLM og inn i akseptorfasen (10 mM maursyre) som var i bevegelse og direkte koblet til ESI-MS for kontinuerlig monitorering av legemiddelmetabolisme. Formålet med make-up væske som bestod av maursyre (1 M eller 2,5 M) var å protonere karboksylsyre-gruppen på de zwitterioniske metabolittene for å gjøre dem positivt ladet slik at de ble ekstrahert. Mens metabolittene ikke ble ekstrahert ved pH 7,4 ble det vist at metabolittene effektivt kunne ekstraheres ved å surgjøre metabolismeløsningen før den nådde SLM. Ekstraksjonsparametere som SLM-sammensetning, ekstraksjonsspenning og hastighet og syrekonsentrasjon av make-up væsken ble optimalisert for best mulig signalintensitet av legemidlene og metabolittene. Fordi EME-sondesystemet gjorde det mulig å modifisere pH i metabolismeløsningen i forkant av ekstraksjonen uten å påvirke pH i reaksjonskammeret, kan systemet potensielt bli brukt generelt til kontinuerlige ekstraksjoner som krever pH-betingelser forskjellige fra prøveløsningen

Electromembrane extraction of peptides – Looking retrospectively into published studies

Electromembrane extraction (EME) has been developed into an attractive microextraction concept for extraction of pharmaceuticals and related substances from blood and urine. In EME, charged substances are extracted across a liquid membrane (organic) under the influence of an electrical field. Recently, commercial equipment for EME was launched, and this is expected to increase the interest for the technique. EME has also been explored for extraction of peptides, but this is more complicated due to the challenges related to the solvation of peptides in the organic liquid membrane. In this paper, we review the literature on EME of peptides, and we retrospectively look closer into published studies based on our current understanding of the concept. By such, we can explain early observations in more detail, and we can improve our fundamental understanding

Electromembrane extraction of peptides using deep eutectic solvents as liquid membrane

For the first time, we report electromembrane extraction (EME) of peptides using deep eutectic solvent (DES) as supported liquid membrane (SLM). DES were mixtures of coumarin, camphor, DL-menthol and thymol. Sixteen model peptides were extracted from 100 μL 50 mM phosphate buffer solution (pH 3.0), through the SLM, and into 100 μL acceptor solution consisting of 50 mM phosphoric acid (pH 1.8). EME was performed in 96-well format with 30 V to facilitate extraction of positively charged peptides. The model peptides comprised three to 13 amino acids, and differed significantly in terms of acid/base functionalities and polarity. We found pure DES to be inefficient for EME of peptides. However, with addition of a small amount of the ionic carrier di(2-ethylhexyl) phosphate (DEHP) to the DES, the extraction efficiency increased due to ionic interactions. With the most efficient SLM; coumarin and thymol mixed in molar ratio (1:2) with 2.0% (v/v) DEHP, average recovery after 15 min was 55%; five peptides were extracted with recovery > 80%, nine peptides with recoveries in the range 40–80%, and two peptides were not extracted (recovery < 5%). When extraction time was extended to 45 min, average extraction recovery increased to 83%. Extraction recoveries with DES were higher than previously reported in the literature for the same model peptides