Confronto tra due metodiche GC-MS per la determinazione della metformina cloridrato in tessuti biologici

Abstract

La metformina cloridrato (MH), farmaco antidiabetico, si è recentemente riposizionato quale possibile farmaco antitumorale. In particolare, diversi studi hanno evidenziato la sua potenziale efficacia nel trattamento del glioblastoma (GBM), patologia caratterizzata da prognosi infausta. Lo scopo di questa tesi sperimentale è di confrontare due metodi GC-MS (SIM) sviluppati per il dosaggio di MH in campioni tessuto cerebrale di topo, che differiscono per la modalità di iniezione: il primo metodo implica una iniezione cool on-column, mentre nel secondo metodo si effettua una iniezione in modalità splitless. MH deuterata è stata selezionata come standard interno (IS) e una reazione di derivatizzazione, al fine di rendere MH e IS volatili, è stata ottimizzata. Il trasferimento del metodo dal sistema on-column al sistema split/splitless è stato condotto utilizzando la matrice sperimentale di Doehlert, al fine di ottimizzare i parametri di pressione e temperatura dell’iniettore. Entrambi i metodi hanno mostrato una correlazione lineare tra la quantità di MH e il rapporto tra le aree dei picchi dei frammenti ionici m/z = 303 e 309, caratteristici dei derivati di MH e IS. Il metodo on-column presenta una maggiore sensibilità rispetto al metodo in splitless, la cui sensibilità è comunque adeguata allo scopo, garantendo inoltre il vantaggio di evitare danneggiamenti alla colonna e costose manutenzioni allo strumento. Entrambi i metodi sono caratterizzati da bassa LOD e LOQ. La preparazione del campione assicura l’estrazione dell’analita senza alcuna interferenza da parte della matrice biologica, e la reazione di derivatizzazione è risultata essere semplice e affidabile. Accuratezza e precisione del metodo rispettano le linee guida ICH M10, e la robustezza del metodo è stata validata durante lo studio. Infine, il metodo in modalità splitless è stato provato in condizione operative dosando la MH in campioni di cervello di topi a cui è stato somministrato il farmaco.

Metformin hydrochloride (MH), a first-line drug in type-2 diabetes, has been recently repurposed as an antitumor agent. In particular, experimental evidence suggested MH potential efficacy in glioblastoma (GBM), the most common primary brain tumor in adults, characterized by a gloomy prognosis. The purpose of this experimental thesis is to compare two GC-MS methods developed for the quantification of MH in biological samples, differing from the type of injection: the first method involves a cool on-column injection mode, while in the second method a splitless injection is performed. Deuterated metformin has been selected as internal standard (IS) and a derivatization reaction (to make MH and IS volatile) has been optimized. The transfer of the analytical method from the cool on-column system to the split/splitless system has been performed by using a Doehlert design of experiment, to optimize the temperature and pressure of the injector. Both the cool on-column and splitless methods revealed a linear correlation between the amount of MH and the ratio of the areas of the peaks of the m/z = 303 and 309 ions, characterizing derivatized MH and IS. The cool on-column method shows a higher sensitivity than the splitless one, whose sensitivity is still adequate to the aim of the work. Moreover, the splitless injection lengthen the column lifetime, avoiding expensive maintenance of the instrument. Both methods are characterized by low LOD and LOQ. The procedure applied led to the extraction of MH without any interference from the biological matrix, and the derivatization reaction is simple and reliable. Method accuracy and precision are in accordance with the ICH guidelines M10, and the robustness has been validated. Finally, the splitless method has been used to quantify MH in brain samples deriving from mice treated with MH.