DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-38457-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41634132
تاريخ النشر: 2026-02-03
المؤلف: Selim Gürsoy وآخرون
الموضوع الرئيسي: تطوير طرق الكيمياء التحليلية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة طريقة تحليلية جديدة للتحديد المتزامن للهيدروكورتيزون والكورتيزون في مصفوفات اللعاب باستخدام استخراج الطور السائل بمساعدة الرش لتشكيل قطرات دقيقة (SA-FDF-LPME) مقترنة مع الكروماتوغرافيا السائلة-مطياف الكتلة (LC-MS/MS). تم تحسين الطريقة لتحقيق حدود كشف (LOD) وحدود تحديد (LOQ) منخفضة، بقيم 0.0164 ميكروغرام لكل كيلوجرام\(^{-1}\) و0.0734 ميكروغرام لكل كيلوجرام\(^{-1}\) للكورتيزون والهيدروكورتيزون، على التوالي. تم تحديد النطاقات الديناميكية كـ 0.049-4.983 ميكروغرام لكل كيلوجرام\(^{-1}\) للكورتيزون و0.210-5.50 ميكروغرام لكل كيلوجرام\(^{-1}\) للهيدروكورتيزون، مما يظهر تحسينات كبيرة في الحساسية مقارنة بطرق الحقن المباشر.
تم التحقق من الدقة من خلال إضافة مواد مسبقة قبل الاستخراج في تركيبتين صناعتين من اللعاب، مما أسفر عن استرداد يتراوح بين 80.3%-141.1% للكورتيزون و79.8%-142.8% للهيدروكورتيزون، اعتمادًا على استراتيجية المعايرة المستخدمة. تشير النتائج إلى أن الطريقة المطورة SA-FDF-LPME-LC-MS/MS فعالة لتحليل المستويات الدقيقة من هذه الستيرويدات في مصفوفات اللعاب، مع تطبيقات محتملة تمتد إلى اللعاب البشري الأصلي لأغراض سريرية. قد تستكشف الأبحاث المستقبلية قابلية تطبيق الطريقة على ستيرويدات وجزيئات صغيرة أخرى غير متطايرة وقليلة الذوبان في الماء تتطلب تحديدًا دقيقًا.
طرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” التصميم التجريبي والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب. تشمل المنهجية البروتوكولات لجمع البيانات، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها لتقييم النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، المدة، وأي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. بشكل عام، يعمل هذا القسم كأساس حاسم لفهم صلاحية البحث وموثوقيته، مما يسمح بالتحقق المستقل من النتائج.
النتائج
في قسم النتائج، تم استخدام نهج تحسين عامل واحد في كل مرة لتحديد الظروف التشغيلية المثلى لاستخراج الطور السائل الديناميكي المعتمد على الألياف (SA-FDF-LPME) قبل تحليل الكروماتوغرافيا السائلة-مطياف الكتلة (LC-MS/MS). تم تغيير كل معلمة، بما في ذلك نوع مذيب الاستخراج، حجم العينة، دورة الرش، فترة الخلط، حجم المذيب، وفترة خلط المذيب، بشكل مستقل مع الحفاظ على العوامل الأخرى في إعدادات مؤقتة. سمحت هذه المنهجية بعزل تأثيرات العوامل الفردية على عملية الاستخراج.
كانت تقييم المعلمات قائمًا على عدة مقاييس: مساحة الذروة، نسبة الإشارة إلى الضوضاء، عامل التركيز الظاهر، وسلامة الكروماتوغرافيا، مع تركيز خاص على تماثل الذروة وفصل الهيدروكورتيزون عن الكورتيزون. تم تكرار كل حالة تجريبية ثلاث مرات، وتم تحليل فراغات المصفوفة بالتزامن لتقييم التداخل الخلفي وتأثيرات الحمل المحتملة. سهل هذا النهج المنهجي فهمًا شاملاً لكيفية تأثير كل متغير على كفاءة الاستخراج والأداء التحليلي العام.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تطوير طريقة تحليلية جديدة للتحديد المتزامن للهيدروكورتيزون والكورتيزون في مصفوفات اللعاب باستخدام استخراج الطور السائل بمساعدة الرش لتشكيل قطرات دقيقة (SA-FDF-LPME) مقترنة مع الكروماتوغرافيا السائلة-مطياف الكتلة (LC-MS/MS). استخدمت الطريقة معايير ومذيبات عالية النقاء، مع تحضير الهيدروكورتيزون والكورتيزون في ميثانول من درجة HPLC واستخراجهما باستخدام ثنائي كلورو ميثان كمذيب. حققت ظروف LC-MS/MS المحسنة حدود كشف (LOD) وحدود تحديد (LOQ) منخفضة، مع قيم LOD تبلغ 1.05 ميكروغرام لكل كيلوجرام⁻¹ للكورتيزون و0.80 ميكروغرام لكل كيلوجرام⁻¹ للهيدروكورتيزون، مما يظهر تحسينات كبيرة في الحساسية مقارنة بالطرق التقليدية.
تم التحقق من أداء طريقة SA-FDF-LPME-LC-MS/MS من خلال تجارب الاسترداد في مصفوفات اللعاب الصناعية، مما أسفر عن استرداد يتراوح بين 80.3% إلى 141.1% لكلا المحللين، اعتمادًا على استراتيجية المعايرة المستخدمة. سلطت الدراسة الضوء على أهمية المعايرة المتطابقة مع المصفوفة لتخفيف تأثيرات المصفوفة، التي تم قياسها ووجدت أنها تؤثر بشكل كبير على معدلات الاسترداد. بشكل عام، تقدم هذه الدراسة نهجًا قويًا وحساسًا لتحليل الكورتيكوستيرويدات في اللعاب، مما يمهد الطريق لتطبيقات سريرية محتملة بعد مزيد من التحقق في عينات بيولوجية حقيقية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-38457-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41634132
Publication Date: 2026-02-03
Author(s): Selim Gürsoy et al.
Primary Topic: Analytical chemistry methods development
Overview
This research presents a novel analytical method for the simultaneous quantification of hydrocortisone and cortisone in saliva-type matrices using spraying-assisted fine droplet formation liquid-phase microextraction (SA-FDF-LPME) coupled with liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). The method was optimized to achieve low limits of detection (LOD) and quantification (LOQ), with values of 0.0164 µg kg\(^{-1}\) and 0.0734 µg kg\(^{-1}\) for cortisone and hydrocortisone, respectively. The dynamic ranges were established as 0.049-4.983 µg kg\(^{-1}\) for cortisone and 0.210-5.50 µg kg\(^{-1}\) for hydrocortisone, demonstrating significant sensitivity improvements compared to direct injection methods.
Accuracy was validated through pre-extraction spiking in two artificial saliva formulations, yielding recoveries between 80.3%-141.1% for cortisone and 79.8%-142.8% for hydrocortisone, depending on the calibration strategy employed. The findings indicate that the developed SA-FDF-LPME-LC-MS/MS method is effective for trace-level analysis of these steroids in saliva matrices, with potential applications extending to native human saliva for clinical purposes. Future research may explore the method’s applicability to other non-volatile, poorly water-soluble steroids and small molecules requiring precise quantification.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology encompasses the protocols for data collection, including any statistical analyses performed to evaluate the results.
Additionally, the section may describe the experimental conditions, such as temperature, duration, and any controls implemented to validate the findings. Overall, this section serves as a critical foundation for understanding the research’s validity and reliability, allowing for independent verification of the results.
Results
In the results section, a one-factor-at-a-time optimization approach was employed to determine the optimal operating conditions for the solvent-assisted, fiber-based dynamic liquid-phase microextraction (SA-FDF-LPME) prior to liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) analysis. Each parameter, including extraction solvent type, sample volume, spraying cycle, mixing period, eluent volume, and eluent mixing period, was varied independently while maintaining other factors at provisional settings. This methodology allowed for the isolation of individual factor effects on the extraction process.
The evaluation of the parameters was based on several metrics: peak area, signal-to-noise ratio, apparent enrichment factor, and chromatographic integrity, with a specific focus on peak symmetry and the resolution of hydrocortisone from cortisone. Each experimental condition was replicated three times, and matrix blanks were analyzed concurrently to assess background interference and potential carryover effects. This systematic approach facilitated a comprehensive understanding of how each variable influenced the extraction efficiency and overall analytical performance.
Discussion
In this study, a novel analytical method was developed for the simultaneous determination of hydrocortisone and cortisone in saliva-type matrices using spraying assisted fine droplet formation liquid-phase microextraction (SA-FDF-LPME) coupled with liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). The method utilized high-purity standards and solvents, with hydrocortisone and cortisone prepared in HPLC-grade methanol and extracted using dichloromethane as the solvent. The optimized LC-MS/MS conditions achieved low limits of detection (LOD) and quantification (LOQ), with LOD values of 1.05 µg kg⁻¹ for cortisone and 0.80 µg kg⁻¹ for hydrocortisone, demonstrating significant sensitivity improvements over traditional methods.
The performance of the SA-FDF-LPME-LC-MS/MS method was validated through recovery experiments in artificial saliva matrices, yielding recoveries ranging from 80.3% to 141.1% for both analytes, depending on the calibration strategy employed. The study highlighted the importance of matrix-matched calibration to mitigate matrix effects, which were quantified and found to significantly influence recovery rates. Overall, this research presents a robust and sensitive approach for the analysis of corticosteroids in saliva, paving the way for potential clinical applications following further validation in real biological samples.