离子迁移谱:药物分析的未来

经过广泛的研发，一种令人兴奋的抗炎药物通过药物开发直接取得进展，有望结束关节炎。当验证性实验突然发现一个致命缺陷——药物代谢的副产物可能导致心脏骤停时，临床试验就开始了。

这种情况在制药行业太常见了，在研究人员已投入数十亿美元进行研发的后期阶段，这种情况使他们的希望破灭。为了解决这个问题，制定健全的分析程序，为研究人员在开发的每个阶段提供可靠和可重复的数据是至关重要的。

离子迁移率光谱(IMS)恰好提供了这一点，并且可以在临床研究中加以利用，以促进发现和防止后期开发中令人不快的意外。自从第一个商业仪器问世以来，IMS已经被全球各地制药实验室的研究人员所采用。¹它的受欢迎程度持续增长，原因很容易理解。从描述候选药物到识别关键生物标志物和疾病途径，IMS已经成为一种多功能工具，可以确保科学家看到样本中的一切。

它是如何工作的?

简单地说，IMS是一种根据离子的大小、形状、电荷和质量来分离离子的分析技术。它可以作为一种独立的技术使用，但当与质谱(MS)结合使用时，它尤其强大。在这种情况下，它通过促进气相中相似物种的分离，为质量分析提供了额外的分辨率维度。这种结合的IMS-MS技术用于准确识别和量化分析物。由于IMS分离发生在毫秒时间尺度上，该技术可以嵌套在色谱分离和飞行时间(TOF)质谱分析之间。

IMS-MS仪器在工业中越来越普遍，在高数据采集速度下运行的稳健分析技术至关重要

其他分离技术——如液相色谱和气相色谱——经常与IMS结合使用。这意味着由于增加了分辨率维度，IMS可以通过使用更短的色谱分离来减少分析时间。减少分析时间有助于防止分析中出现瓶颈。

IMS还以碰撞截面(CCS)的形式提供了一个额外的、高度健壮的分子参数。CCS作为一种额外的分子标识符，有助于澄清和证实研究结果。最后，也许对制药研究最重要的一点是，IMS通过有效地将背景干扰与真实信号区分开来，从而清除光谱噪声。这可以大大简化复杂混合物的分析。

这些特征具有澳门万博公司增加结果可信度的综合效果，从而消除了耗时的验证性实验的需要。²因此，IMS-MS组合仪器在工业中越来越普遍，在高数据采集速度下运行的稳健分析技术至关重要。该技术已被应用于药物发现和开发管道的研究中。随着最新的技术创新，随着它帮助越来越多的候选药物进入市场，预计它的使用在未来几年只会增加。

确定代谢物

药物代谢可显著影响毒性或疗效。⁷因此，收集可靠和可重复的数据来正确地描述代谢产物在发育的每个阶段是至关重要的。如果未能在早期发现代谢的致命副产物，就会浪费宝贵的时间和资源。

因此，IMS-MS是一种越来越流行的解决和跟踪代谢物结构的技术。一个突出的例子是在药物开发过程中使用行波IMS-MS测量和跟踪代谢物的CCS数据。由于这些值不受基质、色谱条件或离子浓度的影响，因此它是一个可靠的实验参数，在一系列实验条件下保持一致。数据的可靠性和可重复性进一步确保了在不同地理位置和不同开发阶段进行实验的实验室的一致性。这使得研究人员能够根据他们的工作流程需求在不同的位置运行他们的分析。

通过IMS-MS技术获得的数据的可靠性使该药物能够更快地获得监管机构的批准

IMS促进代谢物分配的可信度使得在进展前需要进一步鉴定哪些代谢物。通过IMS-MS技术获得的数据的可靠性使该药物能够更快地获得监管机构的批准。这降低了成本，加快了药物开发，帮助患者更快地改善生活。

推进生物医学蛋白质研究

IMS-MS已经成为研究大生物分子(包括脂类、蛋白质和碳水化合物)的强大技术。蛋白质研究尤其受益于IMS，它有助于阐明与疾病相关的许多蛋白质的身份、结构、动力学和构象。这些包括疾病生物标志物、抗体、蛋白质错误折叠和蛋白质配体相互作用。^{1 - 3}该技术甚至被用于完全描述气相病毒的结构，包括乙型肝炎衣壳的两种结构形式。⁴

2011年，一项突破性的研究利用IMS-MS技术解决了一个阻碍阿尔茨海默病病因研究的分析问题。大量研究表明，尽管β淀粉样蛋白的单体形式是良性的，但其聚集物或寡聚物与阿尔茨海默病的发病密切相关，导致突触功能障碍和神经元损伤。挑战在于找到一种方法来区分溶液中相似的低聚物。这是准确定义沿神经毒性低聚物途径形成的低聚物物种的关键一步。虽然传统技术能够检索种群中主要结构的信息，但那些作为总混合物的一小部分存在的信息将被平均掉或严重重叠。^1、5

IMS-MS为这一问题提供了理想的解决方案，可以识别沿β淀粉样蛋白自组装途径形成的关键结构，而这些结构是传统技术无法检测到的。^1、6截至2019年，有580万美国公民患有阿尔茨海默氏症，这一数字预计将随着全球人口老龄化而上升，确定其病因的研究比以往任何时候都更加重要。⁶IMS-MS为开发阿尔茨海默病和类似疾病的未来治疗方法开辟了新的研究可能性。

未来的前景

在快速变化的行业中，IMS-MS技术不断发展。为了满足对易于适应工作流程的分析技术的需求，开发了具有简化软件、自动设置和内置检查的IMS-MS仪器。这有望将该技术的应用范围扩大到那些需要更大可用性的常规应用的科学家手中，并可能实现更快的代谢物识别，提高实验室生产力，并有助于加速药物的开发。

IMS-MS正在推动研究和日常应用的技术边界

离子迁移技术使先进的迁移实验也可以用于有效地“放大”光谱的有趣部分，这可以详细分析构象变化，并在蛋白质动力学和药物结合方面开辟令人兴奋的新研究可能性。

作为药物分析的强大分析技术，IMS-MS的应用范围从阐明疾病的原因到加速药物上市。它提供的可靠数据确保了努力满足监管要求的研究人员不会感到意外。IMS-MS的高通量能力进一步有助于提高实验室的生产力，设备的创新推动了研究和日常应用的技术边界。随着这项技术越来越受欢迎，有一点是很清楚的:IMS已经在未来的药物分析中赢得了一席之地。

黛比·弗朗西斯是沃特斯公司的首席产品营销经理