Zastosowanie wysokosprawnej chromatografii cieczowej sprzężonej z tandemową spektrometrią mas lub z detekcją fluorescencyjną do oznaczania chlorowodorku doksorubicyny w powietrzu na stanowiskach pracy

• Autorzy: Bonczarowska Marzena , Mysur Wioletta , Brzeźnicki Sławomir

Identyfikatory

DOI

10.54215/PiMOSP/5.122.2024

Warianty tytułu

EN

Application of high-performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry or fluorescence detection for the determination of doxorubicin hydrochloride in the air at workplaces

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Chlorowodorek doksorubicyny (DOX) w temperaturze pokojowej jest krystalicznym ciałem stałym o czerwonym zabarwieniu. Związek stosuje się jako cytostatyk w leczeniu różnych postaci raka (rak jajnika, rak płuca, rak piersi, rak żołądka). Jest także stosowany jako cytostatyk w praktyce weterynaryjnej. Doksorubicyna podejrzewana jest o działanie rakotwórcze dla ludzi i negatywny wpływ na rozrodczość. DOX może działać również kardiotoksycznie oraz hamująco na czynność szpiku kostnego. Celem pracy było przygotowanie odpowiednio czułej i selektywnej metody oznaczania chlorowodorku doksorubicyny w powietrzu na stanowiskach pracy, która umożliwi pomiar stężenia tego związku, a następnie pozwoli na dokonanie oceny narażenia zawodowego. Metoda polega na zatrzymaniu chlorowodorku doksorubicyny na filtrze z włókna szklanego, ekstrakcji filtra mieszaniną acetonitryl: woda z dodatkiem (0,1%) kwasu mrówkowego i chromatograficznej analizie otrzymanego roztworu techniką LC-MS/MS lub LC-FLD. Zaproponowany sposób ekstrakcji DOX z filtrów umożliwia wysoki odzysk analitu. Średnia (dla trzech stężeń) wartość wydajności ekstrakcji wynosi 105,5%. Zależność wskazań spektrometru mas lub detektora fluorescencyjnego w funkcji stężeń DOX ma charakter liniowy (odpowiednio r = 0,9994 i r = 0,9993) w zakresie stężeń 0,0108 ÷ 0,216 µg/ml. Metoda charakteryzuje się dobrą precyzją i dokładnością, spełnia wymagania normy PN-EN 482:2021-08 dla procedur dotyczących oznaczania czynników chemicznych. Opracowana metoda oznaczania chlorowodorku doksorubicyny w powietrzu na stanowiskach pracy została zapisana w postaci procedury analitycznej, którą zamieszczono w załączniku. Zakres tematyczny artykułu obejmuje zagadnienia zdrowia oraz bezpieczeństwa i higieny środowiska pracy będące przedmiotem badań z zakresu nauk o zdrowiu oraz inżynierii środowiska.

EN

Doxorubicin hydrochloride (DOX) in room temperature is a red crystalline solid. It is used as an antineoplastic drug in therapy of certain types of cancer (ovarian cancer, lung cancer, breast cancer, gastrointestinal cancer). It is also used as cytostatic in veterinary practice. Doxorubicin is suspected to be carcinogenic to humans and have negative impact for reproduction. DOX can also cause bone marrow suppression and act as a cardiotoxic agent. The aim of the study was to prepare a suitably sensitive and selective method for the determination of doxorubicin in air at workplaces, which will enable the measurement of concentrations of this compound and then allow occupational exposure to be assessed. This method is based on the collection of DOX on glass fiber filter, extraction with mixture of acetonitrile: water with addition of formic acid (0.1%), and chromatographic determination of resulted solution with LC-MS/MS or LC-FLD technique. The average extraction efficiency of DOX from filters amounted to 105.5%. Method is linear (r=0.9994 or 0.9993) within the investigated working range from 0.0108 µg/ml to 0.216 µg/ml for LC-MS/MS and LC-FLD technique respectively. The method has good precision and accuracy and meets the requirements of EN 482:2021-08 for procedures for the determination of chemical agents. The developed method for the determination of doxorubicin hydrochloride in air at workplaces was written in the form of an analytical procedure, which is included in Appendix. The thematic scope of the article includes the issues of health and safety and hygiene of the working environment being the subject of research in health sciences and environmental engineering.

Słowa kluczowe

PL

chlorowodorek doksorubicyny; czynnik rakotwórczy; metoda analityczna; metoda chromatografii cieczowej; spektrometria mas; detekcja fluorescencyjna

EN

doxorubicin hydrochloride; carcinogen; analytical method; liquid chromatography method; mass spectrometry; fluorescence detection

• Wydawca: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 4 (122)
• Strony: 135--152
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., tab.

Twórcy

autor

Bonczarowska Marzena

• Instytut Medycyny Pracy im. prof. dr. med. Jerzego Nofera, 91-348 Łódź, ul. św. Teresy od Dzieciątka Jezus 8

• https://orcid.org/0000-0003-3612-0656

autor

Mysur Wioletta

• Instytut Medycyny Pracy im. prof. dr. med. Jerzego Nofera, 91-348 Łódź, ul. św. Teresy od Dzieciątka Jezus 8

• https://orcid.org/0009-0009-3664-2279

autor

Brzeźnicki Sławomir

• Instytut Medycyny Pracy im. prof. dr. med. Jerzego Nofera, 91-348 Łódź, ul. św. Teresy od Dzieciątka Jezus 8

• https://orcid.org/0000-0002-0542-8538

Bibliografia

• 1. Bartzatt R., Weidner E. (2012). Analysis for doxorubicin by spectrophotometry and reversed phase high performance liquid chromatography (HPLC). Curr. Top. Anal. Chem. 9, 63-69. Bonczarowska M., Mikołajewska K., Brzeźnicki S. (2018). Etopozyd - frakcja wdychalna. Metoda oznaczania w powietrzu na stanowiskach pracy. Podst. Met. Oceny Srodow. Pr. 2(96), 161-173
• 2. Cotteret C., Secretan P.-H., Gilles-Afchain L. i in. (2022). External contamination of antineoplastic drug vials: an occupational risk to consider. Eur. J. Hosp. Pharm. 29, 284-286.
• 3. Daeihameda M., Haeri A., Dadashzadeh S. (2015). A simple and sensitive HPLC method for fluorescence quantitation of doxorubicin in micro-volume plasma: applications to pharmacokinetic studies in rats. Iran. J. Pharm. Res. 14(Suppl.), 33-42.
• 4. Dharmalingam S.R., Ramamurthy S., Chidambaram K. i in. (2014). A simple HPLC bioanalytical method for the determination of doxorubicin hydrochloride in rat plasma: application to pharmacokinetic studies. Trop. J. Pharm. Res. 13(3), 409-415.
• 5. Dal Bello F., Santoro V., Scarpino V. i in. (2016). Antineoplastic drugs determination by HPLC-HRMSn to monitor occupational exposure. Drug Test. Anal. 8, 730-737
• 6. Dobecki M. (2000). Walidacja metod badań chemicznych i pyłowych zanieczyszczeń powietrza na stanowiskach pracy. Podst. Met. Oceny Srodow. Pr. 3(25), 5-14.
• 7. ECHA, European Chemical Agency (2023). https://echa.europa.eu/pl/information/-/on-chemicals/cl-inventory-database/-/discli/details/5835 [dostęp: 2023].
• 8. IARC, International Agency for Research on Cancer (1987). Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. Adriamycin (Group 2A), (Suppl. 7). WHO, France, Lyon, 82-83.
• 9. Jung W., Park M., Park S.J. i in. (2023). Occupational exposure during intraperitoneal pressurized aerosol chemotherapy using doxorubicin in a pig model. Saf. Health Work 14, 237-242.
• 10. Kupczewska-Dobecka M. (2020). Doksorubicyna i chlorowodorek doksorubicyny - frakcja wdychalna. Dokumentacja proponowanych dopuszczalnych wielkości narażenia zawodowego. Podst. Met. Oceny Srodow. Pr. 1(103), 35-70.
• 11. Lema-Atán J.Á., Lendoiro E., Paniagua-González L. i in. (2022). LC-MS-MS determination of cytostatic drugs on surfaces and in urine to assess occupational exposure. J. Anal. Toxicol. 46, e248-e255. https://doi.org/10.1093/jat/bkac073.
• 12. Lucas A.T., O’Neal S. K, Santos C.M. i in. (2016). A sensitive high performance liquid chromatography assay for the quantification of doxorubicin associated with DNA in tumor and tissues. J. Pharm. Biomed. Anal. 119, 122-129.
• 13. Ma W., Wang J., Guo Q. i in. (2015). Simultaneous determination of doxorubicin and curcumin in rat plasma by LC-MS/ MS and its application to pharmacokinetic study. J. Pharm. Biomed. Anal. 111, 215-221.
• 14. Mahnik S.N., Rizovski B., Fuerhacker M. i in. (2006). Development of an analytical method for the determination of anthracyclines in hospital effluents. Chemosphere 65(8), 1419-1425.
• 15. Nogueira-Librelotto D.R., Scheeren L.E., Fernandesa J.R. i in. (2019). Determination of doxorubicin hydrochloride in pharmaceutical dosage forms by a simple stability-indicating micellar electrokinetic capillary chromatography method. Drug Anal. Res. 3, 29-35.
• 16. Pieri M., Castiglia L., Basilicata P. i in. (2010). Biological monitoring of nurses exposed to doxorubicin and epirubicin by a validated liquid chromatography/fluorescence detection method. Ann. Occup. Hyg. 54(4), 368-376.
• 17. PN-EN 482: 2021-08 Narażenie na stanowiskach pracy - Procedury oznaczania stężenia czynników chemicznych - Podstawowe wymagania dotyczące parametrów procedur.
• 18. Portilha-Cunha M.F., Ramos S., Silva A.M.T. i in. (2021). An improved LC-MS/MS method for the analysis of thirteen cytostatics on workplace surfaces. Pharmaceuticals 14, 754. DOI: 3390/ph14080754.
• 19. PubChem (2023). Doxorubicin hydrochloride. Compound summary. National Library of Medicine. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Doxorubicin-Hydrocloride [dostęp: 2023].
• 20. Roussin F., Taibi A., Canal-Raffin M. i in. (2021). Assessment of workplace environmental contamination and occupational exposure to cisplatin and doxorubicin aerosols during electrostatic pressurized intraperitoneal aerosol chemotherapy. Eur. J. Surg. Oncol. 47, 2939-2947.
• 21. Rozporządzenie Ministra Rozwoju, Pracy i Technologii z dnia 18 lutego 2021 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy z dnia 12 czerwca 2018 r. DzU 2021 poz. 325.
• 22. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1272/2008 z dnia 16 grudnia 2008 r. w sprawie klasyfikacji, oznakowania i pakowania substancji i mieszanin, zmieniające i uchylające dyrektywy 67/648/EWG i 1999/45/WE oraz zmieniające rozporządzenie WE nr 1907/2006 (tzw. rozporządzenie CLP). Dz. Urz. UE L 353 z 31.12.2008 r. ze zm.
• 23. Sanogo S., Silimbani P., Gaggeri R. i in. (2021). Development and validation of an HPLC-DAD method for the simultaneous identification and quantification of Topotecan, Irinotecan, Etoposide, Doxorubicin and Epirubicin. Arab. J. Chem. 14(1), 102896. DOI: 10.1016/j.arabjc.2020.11.002.
• 24. Shah M., Bourner L., Ali S. i in. (2018). HPLC method development for quantification of doxorubicin in cell culture and placental perfusion media. Separations 5(1), 9. DOI: 3390/separations5010009.
• 25. Solaß W., Giger-Pabst U., Zieren J. i in. (2013). Pressurized intraperitoneal aerosol chemotherapy (PIPAC): occupational health and safety aspects. Ann. Surg. Oncol. 20, 3504-3511.
• 26. Szewczyńska M., Osytek M., Pośniak M. i in. (2010). N-Hydroksymocznik - metoda oznaczania. Podst. Met. Oceny Srodow. Pr. 1(63), 155-162.
• 27. Szewczyńska M., Pośniak M. (2018). Chlorowodorek doksorubicyny. Metoda oznaczania w powietrzu na stanowiskach pracy z zastosowaniem wysokosprawnej chromatografii cieczowej. Podst. Met. Oceny Srodow. Pr. 2(96), 115-131.
• 28. Turci R., Micoli G., Minoia C. (2000). Determination of methotrexate in environmental samples by solid phase extraction and high performance liquid chromatography: ultraviolet or tandem mass spectrometry detection? Rapid Commun. Mass Spectrom. 14, 685-691.
• 29. Villa A., Tremolet K., Martinez B. i in. (2020). A highly sensitive UHPLC-MS/MS method for urine biological monitoring of occupational exposure to anthracycline antineoplastic drugs and routine application. J. Chromatogr. B 1156, 122305. DOI: 10.1016/j.jchromb.2020.122305.
• 30. Wang J., Li Y., Ma W. i in. (2016). Validated LC-MS/MS method for simultaneous determination of doxorubicin and curcumin in polymeric micelles in subcellular compartments of MCF‐7/ Adr cells by protein precipitation-ultrasonic breaking method. Biomed. Chromatogr. 31. DOI: 10.1002/bmc.3892.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).