Novel Extraction Techniques with ACQUITY UPLC with 2D Technology: Part II Ketamine and Xylazine in Bone Matrix

Význam tématu

Ketamin a xylazin jsou látky využívané v medicíně i zneužívané v forenzních případech. Vzorky z krevních a močových sad často přicházejí pozdě a analyty již mohou být rozložené. Kostní matrice díky své odolnosti představuje vhodnou alternativu, avšak extrakce stopových množství z pevného vzorku je náročná. Multidimenzionální chromatografie 2D UPLC v kombinaci s optimalizovanými extrakčními postupy umožňuje zkrátit dobu přípravy, zvýšit selektivitu a dosáhnout kvantifikace na úrovni částic na bilion (ppt).

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout rychlý a citlivý postup pro simultánní stanovení ketaminu a xylazinu v homogenizovaných kostech laboratorních potkanů. Studie porovnala klasický „captive“ SPE protokol s inovativním „passive“ SPE přístupem při využití ACQUITY UPLC s 2D technologií a Xevo TQ-S MS detekcí.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatograf: ACQUITY UPLC s 2D Technology (Trap & Elute, at-column dilution)
• Separace: ACQUITY UPLC BEH C18, 1,7 μm, 2,1×50 mm, 60 °C
• Trapping: Oasis HLB Direct Connect HP, 2,1×30 mm, 20 μm
• Spe sorbenty: Oasis HLB SPE Cartridge 6 cc/150 mg a Oasis PRiME HLB SPE Cartridge 60 cc/200 mg
• Detektor: Xevo TQ-S, ESI pozit., capill. 3,0 kV, cone 90 V, desolv. 550 °C
• Software: MassLynx v4.1
• MRM přechody: ketamin m/z 238,2→125,0 a 238,2→222,2; xylazin m/z 221,2→164,0 a 221,2→129,1
• Optimalizace podmínek: 6×6 matice pH (3, 7, 10), organické fáze (ACN, MeOH) a sorbenty (C8, C18, HLB)
• Vzorky: homogenizace kostí 90 s, centrifugace 5 min při 4000 rpm, supernatant ředěný s vodou nebo organikou

Hlavní výsledky a diskuse

• Optimalizace chromatografie odhalila metodu č. 6 (neutral pH load na HLB, eluce ACN+0,5% FA) s nejvyšší citlivostí.
• Captive extrakce: po navázání analyzátů na HLB sorbent byl stanoven wash 20% MeOH pH 10 a eluce 40% MeOH pH 3, s průměrnými návraty ~90 % pro oba analyty.
• Passive extrakce: blend sorbentů umožnil průraz 50 % organiky, následná eluce 50/50 ACN-H2O pH 3 vedla k ~87–89 % recovery; zbytky na sorbentu po 100 % ACN pH 3 byly minimální.
• Kvantifikační mez stanovení dosáhla 100 ppt při 1 g kostního vzorku, celková doba extrakce pod 30 min, chromatografie 10 min.
• Automatizovaná 24h sekvenční optimalizace podpořila rychlý vývoj metody bez složitých offline kroků.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlý extrakční protokol do 30 min s homogenizací 90 s.
• Stopová detekce částic na bilion (ppt) v kostních vzorcích.
• Redukce kroků sušení a rekonstituce.
• Vhodné pro forenzní toxikologii, případy s opožděným odběrem vzorků.
• Multidimenzionální 2D UPLC zvyšuje čistotu a selektivitu v komplexních maticích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další drogové látky a metabolity v pevných maticích.
• Další miniaturizace extrakčních zařízení a plná online automatizace.
• Integrace s HRMS pro širší screeningový profil.
• Vývoj nových sorbentových materiálů pro pasivní extrakci.

Závěr

Metoda kombinující 2D UPLC s optimalizovanou captive i passive SPE extrakcí prokázala vysokou účinnost a reprodukovatelnost při detekci ketaminu a xylazinu v kostních matricích. Výsledky ukazují, že při zkrácené době přípravy lze dosáhnout spolehlivého stanovení stopových látek v náročných vzorcích.

Reference

1. Mella M., Schweitzer B., Mallet C.R., Moore T., Botch-Jones S. Journal of Analytical Toxicology, 42(4), 265–275 (2018).
2. Mallet C.R., Botch-Jones S. Journal of Analytical Toxicology, 1–11 (2016).
3. Mallet C.R. Multi dimensional Chromatography Compendium: Trap & Elute vs. At-column dilution, 720005339EN (2015).
4. Mallet C.R. Analysis of pharmaceuticals and pesticides in bottled, tap and surface water using the ACQUITY UPLC with 2D Technology, Waters Corporation, 720005167EN (2014).