Bioanálisis

El bioanálisis es una subdisciplina de la química analítica que abarca la medición cuantitativa de xenobióticos (fármacos y sus metabolitos , y moléculas biológicas en ubicaciones o concentraciones no naturales) y bióticos ( macromoléculas , proteínas , ADN , fármacos de molécula grande, metabolitos) en sistemas biológicos .

Numerosas investigaciones científicas dependen de la cuantificación precisa de fármacos y sustancias endógenas en muestras biológicas. En la industria farmacéutica , el objetivo del bioanálisis es proporcionar una medida cuantitativa del fármaco activo y/o sus metabolitos para estudios de farmacocinética , toxicocinética , bioequivalencia y relación exposición-respuesta (estudios farmacocinéticos/farmacodinámicos). El bioanálisis también se aplica a fármacos utilizados con fines ilícitos, investigaciones forenses , controles antidopaje en el deporte y cuestiones medioambientales.

Tradicionalmente, el bioanálisis se concebía como la medición de fármacos de molécula pequeña. Sin embargo, en los últimos veinte años se ha observado un aumento en los biofármacos (por ejemplo, proteínas y péptidos ), que se han desarrollado para tratar muchas de las mismas enfermedades que las moléculas pequeñas. Estas biomoléculas de mayor tamaño han presentado desafíos únicos para su cuantificación. ^{[ 1 ]}

Los primeros estudios que medían drogas en fluidos biológicos se llevaron a cabo para determinar posibles sobredosis como parte de la nueva ciencia de la medicina forense/ toxicología .

Inicialmente, se aplicaron ensayos no específicos para medir fármacos en fluidos biológicos. Estos no podían discriminar entre el fármaco y sus metabolitos; por ejemplo, la aspirina ( c. 1900 ) y las sulfonamidas (desarrolladas en la década de 1930) se cuantificaban mediante ensayos colorimétricos . Los antibióticos se cuantificaban por su capacidad para inhibir el crecimiento bacteriano. La década de 1930 también vio el auge de la farmacocinética y, por lo tanto, el deseo de ensayos más específicos. ^{[ 2 ]} Los fármacos modernos son más potentes, lo que ha requerido ensayos bioanalíticos más sensibles para determinar con precisión y fiabilidad estos fármacos a concentraciones más bajas. Esto ha impulsado mejoras en la tecnología y los métodos analíticos.

Algunas técnicas comúnmente utilizadas en estudios bioanalíticos incluyen:

• Técnicas con guion
  • LC-MS (cromatografía líquida-espectrometría de masas)
  • GC-MS (cromatografía de gases-espectrometría de masas)
  • LC-DAD (cromatografía líquida con detección por matriz de diodos)
  • CE-MS (electroforesis capilar-espectrometría de masas)
• Métodos cromatográficos
  • HPLC (cromatografía líquida de alta resolución)
  • GC (cromatografía de gases)
  • UPLC (cromatografía líquida de ultra alto rendimiento)
  • Cromatografía de fluidos supercríticos
• Electroforesis
  • Electroforesis preparativa en gel de poliacrilamida nativa
• Ensayos de unión de ligandos
  • interferometría de doble polarización
  • ELISA (Ensayo inmunoenzimático)
  • MIA (inmunoensayo magnético)
  • RIA (radioinmunoensayo)
• Espectrometría de masas
• Resonancia magnética nuclear

Las técnicas más utilizadas son: la cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas en tándem ( LC-MS/MS ) para moléculas "pequeñas" y el ensayo inmunoenzimático ( ELISA ) para macromoléculas.

El bioanalista trabaja con muestras biológicas complejas que contienen el analito junto con una amplia gama de sustancias químicas que pueden afectar negativamente la cuantificación precisa y exacta del analito. Por ello, se aplican diversas técnicas para extraer el analito de su matriz. Estas incluyen:

• Precipitación de proteínas
• Extracción líquido-líquido
• Extracción en fase sólida

Los laboratorios bioanalíticos suelen procesar un gran número de muestras, por ejemplo, las procedentes de ensayos clínicos. Por ello, se emplean habitualmente métodos automatizados de preparación de muestras y robots para la manipulación de líquidos con el fin de aumentar la eficiencia y reducir los costes.

Existen diversas organizaciones bioanalíticas nacionales e internacionales activas en todo el mundo. A menudo forman parte de una organización mayor, como el Bioanalytical Focus Group y el Ligand Binding Assay Bioanalytical Focus Group, ambos pertenecientes a la American Association of Pharmaceutical Scientists (AAPS), y FABIAN, un grupo de trabajo de la Sección de Química Analítica de la Real Sociedad Química de los Países Bajos . El Foro Europeo de Bioanálisis (EBF), por otro lado, es independiente de cualquier sociedad o asociación de mayor envergadura.