Screening, Identification, and Quantitation of 102 Drugs in Human Whole Blood by LC/Q-TOF and LC‑QQQ

Význam tématu

Ve forenzní toxikologii je nutné rychle a spolehlivě detekovat široké spektrum omamných a léčebných látek v biologických matricích. Krev představuje klíčový vzorek, protože poskytuje přímé informace o přítomnosti a koncentraci látek v organismu. Spolehlivá analýza kravní matrice je proto zásadní pro vyšetřování otravy, soudní toxikologii a bezpečnostní prověrky.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vytvořit a ověřit end-to-end analytický postup pro screening, identifikaci a kvantifikaci 102 cílů (66 drog zneužívání a jejich metabolitů, 36 léčiv) v lidské krevní plas­mě a plné krvi. Workflow kombinuje vysokorozlišovací LC/Q-TOF pro podezřelé screeningové analýzy a triple-kvadrupólové LC-QQQ pro přesnou kvantifikaci.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky (0,5 mL plné krve) prochází v jedné kazetě in-cartridge precipitací bílkovin (PPT) s následným čištěním na Agilent Captiva EMR—Lipid kartuši. Extrakty jsou vysušeny dusíkem, rekonstituovány v pufru/ACN a filtrovány.

Instrumentace:

• LC systémy Agilent 1290 Infinity II
• Forenzní LC/Q-TOF Agilent 6545 s ESI Jet Stream
• Triple kvadrupól LC-QQQ Agilent 6490+Jet Stream iFunnel
• Agilent Positive Pressure Manifold PPM-48 a SPE TurboVap
• Agilent MassHunter Qualitative a Quantitative Analysis

Screening (LC/Q-TOF): All Ions MS/MS (DIA) s kolizními energiemi 0, 10, 20, 40 V, datové zpracování pomocí Agilent Forensic Toxicology PCDL knihovny. Kvantifikace (LC-QQQ): dynamické MRM, optimalizované prekurzorové a produktové ionty, 1/x² vážená kalibrace.

Hlavní výsledky a diskuse

Screeningová metoda dosáhla při fortifikaci 50 ng/mL pozitivního záchytu 100 % ze 102 látek v obou ionizačních režimech a 91 % při 10 ng/mL. Pro buprenorfin a fentanyl, fortifikované na 1 ng/mL, byla úspěšná identifikace bez falešně negativních nálezů. Kvantitativní metoda vykázala:

• Průměrné zotavení 97 % ve 70–120 % okně
• RSD < 20 % pro 98 % analytů
• Matrix effect v 60–140 % pro 93 % analytů
• LOQ v rozmezí 0,5–5 ng/mL (vyjma několika sloučenin se zvýšeným LOQ)
• Lineární kalibrace s R² > 0,99 (většina analytů)

Minimalizace falešně pozitivních výsledků a výrazná robustnost potvrdily přenositelnost mezi laboratořemi.

Přínosy a praktické využití metody

Workflow umožňuje vysokopropustný screening a současnou přesnou kvantifikaci v jediném extrakčním protokolu. Zkrácení doby přípravy vzorku bez derivatizace a snadné ovládání PPM-48 zvyšuje efektivitu a reprodukovatelnost. Metoda nachází uplatnění ve forenzních laboratořích, toxikologických klinikách a QA/QC odděleních.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj směřuje k rozšíření databází podezřelých látek, automatizaci přípravy, integraci dat z vysokého rozlišení a MRM v jednom běhu a využití strojového učení pro rychlejší a přesnější interpretaci dat. Zvyšování citlivosti povede k detekci nízkých ng/mL hladin a rozšíření aplikací do anti-dopingových testů či klinické toxikokinetiky.

Závěr

Popsaný postup překonává tradiční metody v oblasti forenzní toxikologie díky kombinaci jednoduché přípravy, vysoké citlivosti LC/Q-TOF screeningu a spolehlivé LC-QQQ kvantifikace. Metoda dosahuje vynikajících výkonů v přesnosti, přesnosti i reproducibilitě napříč 102 analyty.

Reference

• Maurer H. H. et al. Analytical Bioanal. Chem. 2005, 381, 110–118.
• Moretti M. et al. J. Anal. Toxicol. 2011, 35, 280–293.
• Øiestad E. L. et al. J. Anal. Toxicol. 2011, 35, 280–293.
• Verplaetse R. et al. J. Forensic Toxicol. Pharmacol. 2013, 2, 2.
• Broecher S. et al. J. Chromatogr. B 2011, 879, 2034–2042.
• Marin S. J. et al. J. Anal. Toxicol. 2012, 36, 477–486.
• Roemmelt A. T. et al. Anal. Chem. 2015, 87, 9294–9301.
• Broecher S. et al. Anal. Bioanal. Chem. 2011, 400, 101–117.
• Yannell K. E.; Gomez M. Agilent 6546 LC/Q-TOF Application Note 5994-1635EN.
• Zhao L. Agilent Captiva EMR—Lipid Application Note 5991-9251EN.
• Stevens J.; Zhao L. Agilent Application Note 5991-8635EN, 2017.
• Luppi M. D. B.; Nascimento S.; Valentin L. Agilent App. Note 5994-1635EN.
• Agilent SureMass Tech. Overview 5991-8048EN.