Enantiospecific analysis by capillary electrophoresis: Applications in drug metabolism and pharmacokinetics

Abstract

Enantiospecific analysis has an important role in drug metabolism and pharmacokinetic investigations and its now no longer acceptable to determine total drug, or metabolite, concentrations following the administration of a racemate. Inspite of the fact that capillary electrophoresis (CE) has become an essential technique in pharmaceutical and enantiospecific analysis, the chromatographic methodologies remain the most commonly used approach for the determination of the enantiomeric composition of drugs in biological fluids. The application of CE to bioanalysis has been slow, which is in part associated with the complexity of biological matrices together with the relatively poor concentration limits of detection achievable. However, as a result of its versatility, high separation efficiency, minimal sample requirements, speed of analysis and low consumable expense CE is likely to play an increasingly significant role in the area. This review present an overview of enantiospecific CE in bioanalysis in which the approaches to enantiomeric resolution and the problems associated with biological matrices are briefly discussed. The application of enantiospecific CE to samples of biological origin is illustrated using examples where the methodology has either solved an analytical problem, or provided a useful alternative to the currently available chromatographic methods. Such improvements in methodology are associated with either the high separation efficiency and/or microanalytical capabilities of the technique. Enantiospecific CE will not replace the chromatographic methodologies but does provide the bioanalyst with a useful addition to his armamentarium.

CE provides evidence of the stereoselective hydroxylation of norketamine in equines

“…This work required the development of stereoselective assays for a variety of applications [25][26][27][28][29][30][31]. Enantioselective CE assays were found to be attractive approaches for the assessment of the stereoselectivity of drug metabolism [32][33][34]. Our previously reported assay for ketamine and its metabolites which is based on the use of multiple isomersulfated-CD as chiral selector, has been successfully used for the monitoring of the enantiomers of ketamine, norketamine and 5,6-dehydronorketamine in equine plasma [26,31], urine [26] and in vitro preparations [30].…”

Biomedical applications of capillary electrophoresis with laser‐induced fluorescence detection

“…Currently, there is a great interest in the separation of enantiomers, which are biologically important compounds. It is important to study the relation between chirality and a drug therapeutical efficacy, drug metabolism and pharmacokinetic investigation [67][68][69]. Hadwiger et al were the first to employ CE-EC to analyze enatiomers of isoproterenol in microdialysates by adding a chiral agent, to the running buffers [70].…”

Análise enantiosseletiva de fármacos: contribuições da cromatografia líquida de alta eficiência e eletroforese capilar

“…Por outro lado, tentativas na utilização da (-)-(R)-fluoxetina como enantiômero puro no tratamento da depressão, por causa de sua cinética mais simples e menor efeito inibidor da enzima CYP2D6, não foram bem sucedidas em razão dos efeitos colaterais (ritmo cardíaco anormal) observados em estudos clínicos, que não são observados com o uso do racemato 1 . Todos esses dados apresentados acima foram um forte estímu-lo para o desenvolvimento de métodos analíticos enantiosseletivos [22][23][24][25] . O desenvolvimento de métodos analíticos adequados para determinar precisamente as concentrações dos enantiômeros de um fármaco, seja em fluidos biológicos ou em preparações farmacêu-ticas é, obviamente, um pré-requisito essencial para estabelecer os parâmetros farmacocinéticos e controlar a qualidade, respectivamente.…”

“…O desenvolvimento de métodos analíticos adequados para determinar precisamente as concentrações dos enantiômeros de um fármaco, seja em fluidos biológicos ou em preparações farmacêu-ticas é, obviamente, um pré-requisito essencial para estabelecer os parâmetros farmacocinéticos e controlar a qualidade, respectivamente. As principais técnicas analíticas capazes de fornecer essas informações são baseadas na ciência da separação 25 . A cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, "Highperformance Liquid Chromatography") é a técnica mais utilizada para a separação de enantiômeros.…”

“…Além disso, a alta eficiência obtida em CE facilita a separação de enantiômeros, a qual é possível com fatores de separação tão baixos quanto α = 1,01. Outras vantagens que fazem a CE se estabelecer como uma das principais técnicas utilizadas em separações quirais são a versatilidade e simplicidade instrumental, menores tempos de análise e baixo consumo de reagentes caros 25,29 . Este trabalho tem como finalidade mostrar os fundamentos e os recentes avanços na análise de fármacos quirais empregando essas duas importantes ferramentas de separação e análise, bem como discutir algumas das particularidades em aplicações referentes a estudos de metabolismo e disposição cinética e na determinação da pureza enantiomérica.…”