Rapid LC/TOF MS for Analytical Screening of Drugs in the Clinical Research Lab

Význam tématu

Rychlé a spolehlivé testování na přítomnost drog a jejich metabolitů v klinickém výzkumu je zásadní pro validní interpretaci výsledků a optimalizaci nákladů laboratorního provozu. Imunoanalytické metody, i když jsou rychlé a běžně používané, trpí poměrně vysokým podílem falešně pozitivních či negativních výsledků a často vyžadují nákladné a časově náročné potvrzovací testy. Metoda LC/TOF MS představuje perspektivní alternativu, která dokáže detekovat desítky až stovky látek v jednom běhu s vysokou specificitou a citlivostí, a zároveň umožňuje kvantifikaci kreatininu pro ověření kvality vzorku.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit, že rychlá chromatografie kapalinou (LC) ve spojení s časem letu hmotnostním spektrometrem (TOF MS) může nahradit imunoanalytické screeningové testy pro skupinu 84 drog a jejich metabolitů a současně poskytnout přesnou kvantifikaci kreatininu v moči. Studie porovnala výkonnost této metody s konvenčními imunoanalýzami a s potvrzovacím testováním metodami LC/MS/MS i LC/Q-TOF MS.

Použitá metodika a instrumentace

Chromatografické stanovení probíhalo na soustavě Agilent 1290 Infinity II s kolonkou Poroshell 120 SB-C8 (2,1 × 50 mm, 2,7 µm). Mobilní fáze pro pozitivní režim tvořila 5 mM formiátu amonného (pH 3,5) a 0,1 % kyseliny mravenčí v acetonitrilu, pro negativní režim 0,1 % kyseliny octové ve vodě a methanol. Teplota kolony byla nastavena na 75 °C, průtok 1 mL/min a gradient byl optimalizován pro získání retenčních časů mezi 0,2 až 1,3 minuty.
Detekce byla realizována na hmotnostním spektrometru Agilent 6550 iFunnel Q-TOF ve formě TOF analýzy v pozitivním i negativním ionizačním režimu. Parametry ionizačního zdroje zahrnovaly sušící plyn při 250 °C a 15 L/min, obalový plyn při 400 °C a 12 L/min, kapilární napětí 3 500 V a hmotnostní rozsah 100–1 000 m/z. Referenční látky byly infundovány izokratickou pumpou Agilent 1260.

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání s imunoanalytickými testy ukázalo, že u všech analyzovaných tříd drog metody LC/TOF MS neprodukovaly žádné falešně pozitivní výsledky a prokázaly plnou shodu s metodami LC/MS/MS. Imunoanalýzy vykázaly 117 falešných pozitiv z 420 vzorků, zejména u benzodiazepinů, opiátů a MDMA. Metoda LC/TOF MS detekovala navíc 44 vzorků, které imunoanalýza přehlédla, zejména u benzodiazepinů a opiátů. Kvantifikace kreatininu vykázala lineární kalibraci R2 ≥ 0,999 v rozsahu 20–400 mg/dL s intra- i inter-seriální přesností pod 3 % a velmi nízkým carryover (< 0,02 %).

Přínosy a praktické využití metody

• Jednotné stanovení více desítek látek v jediném krátkém běhu (cca 2 minuty) s vysokou specificitou.
• Eliminace nespecifických interakcí typických pro imunoanalytické testy.
• Možnost snadného rozšíření panelu bez změn v imunosondách.
• Současná detekce pozitivních i negativních módů ionizace a kvantifikace kreatininu pro validaci vzorků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Aplikace rychlých LC/TOF MS metod v klinické diagnostice a výzkumu pravděpodobně poroste, zejména s ohledem na rozšiřování panelu analytů, automatizaci přípravy vzorků a integraci do vysoce propustných laboratorních provozů. Další výzkum se zaměří na validaci v reálných klinických studiích, optimalizaci kvality dat a implementaci standardizovaných protokolů.

Závěr

Studie prokázala, že metoda LC/TOF MS představuje robustní, citlivou a vysoce specifickou alternativu k imunoanalytickým screeningům drog s dodatečnou schopností kvantifikace kreatininu. Tím přináší významné zlepšení kvality dat a snižuje náklady i čas potřebný pro potvrzovací testy, což podporuje její budoucí využití v klinických laboratořích.