Voltammetric behavior and quantification of the anti-leukemia drug imatinib in bulk form, pharmaceutical formulation, and human serum at a mercury electrode

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Abstract

Imatinib (GleevecTM, ST1571) exemplifies the successful development of a rationally designed molecularly targeted therapy for treatment of a specific cancer. It is a highly promising new drug for the treatment of chronic myelogenous leukemia in blast crisis, in the accelerated or chronic phase after interferon failure or intolerance. The electrochemical behavior of imatinib was studied in Britton–Robinson (B–R) buffers of pH 2 to 11 by means of cyclic voltammetry at a hanging mercury drop electrode. The voltammograms showed a single 2-electron irreversible cathodic peak, which may be attributed to reduction of the C=O double bond of the imatinib molecule. Imatinib exhibited a strong adsorption onto the electrode surface especially in B–R buffers of pH 6 and 7. The adsorptive response of the drug was optimized with respect to the pH of the electrolysis medium, accumulation variables, and instrumental parameters using a square-wave stripping voltammetry technique. A fully validated, simple, sensitive, precise, and selective square-wave adsorptive cathodic stripping voltammetric procedure is described for trace determination of imatinib. The limits of detection (LOD) and quantitation (LOQ) of the bulk imatinib, following preconcentration for 150 s onto the hanging mercury drop electrode, were found to be 2.6 × 10−10 and 8.7 × 10−10 mol/L, respectively. The proposed procedure was successfully applied for quantitation of imatinib in pharmaceutical formulation (Glivec®) and spiked human serum, without the necessity for sample pretreatment or time-consuming extraction or evaporation steps prior to analysis of the drug. LOD and LOQ of 4.6 × 10−10 and 1.5 × 10−9 mol/L, respectively, were achieved after 120 s of preconcentration of the drug spiked in human serum.

L'imatinib (GleevecTM, ST1571) est un exemple du développement avec succès d'une thérapie orientée d'une façon moléculaire du traitement d'un cancer spécifique mis au point d'une façon rationnelle. Il s'agit d'un nouveau médicament très prometteur pour le traitement de la leucémie myélogéneuse chronique en phase de crise, en phase accélérée ou en phase chronique, après l'échec d'un traitement ou une intolérance à l'interféron. On a étudié le comportement électrochimique de l'imatinib dans des tampons de Britton–Robinson, à des pH allant de 2 à 11, en faisant appel à la voltampérométrie cyclique à électrode avec goutte de mercure suspendue. Les voltampérogrammes présentent une seule vague cathodique irréversible à deux électrons qui peut être attribuée à la réduction de la double liaison C=O de la molécule d'imatinib. L'imatinib présente un fort caractère absorbant sur la surface de l'électrode, particulièrement dans le tampon de Britton–Robinson de pH 6 et 7. La réponse absorbante du médicament a été optimisée par rapport au pH du milieu électrolytique, des variables d'accumulation et des paramètres expérimentaux en faisant appel à la voltampérométrie à vague carrée. On décrit une méthode sélective, précise, sensible, simple et validée de voltampérométrie cathodique d'absorption à vague carrée pouvant être utilisée pour la détermination de traces d'imatinib. On a déterminé que les limites de détection (LDD) et de quantification (LDQ) du médicament global, suivant une préconcentration de 150 s sur l'électrode à goutte pendante de mercure, sont respectivement de 2,6 × 10−10 et de 8,7 × 10−10 mol/L. La méthode proposée a été appliquée avec succès à la quantification de l'imatinib dans la formulation pharmaceutique (Glivec®) et dans du sérum humain additionné d'imatinib, sans devoir soumettre les échantillons, avant l'analyse du médicament, à des prétraitements, de longues étapes d'extraction ou d'évaporation. Les valeurs obtenues pour les limites de détection et de quantification de sérum humain additionné du médicament, à la suite d'une préconcentration de 120 s, sont respectivement de 4,6 × 10−10 et de 1,5 × 10−10 mol/L.

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