Quantitative toxicology screening for over 1000 compounds in whole blood samples; is there a better way of reporting results?

Význam tématu

Rychlá a spolehlivá toxikologická screeningová analýza v komplexních matricích, jako je plná krev, má zásadní význam pro klinickou diagnostiku a forenzní toxikologii. Minimalizace falešných pozitivních i negativních nálezů zvyšuje důvěru ve výsledky a snižuje zbytečná následná vyšetření či léčebné zásahy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout a otestovat kvantitativní screeningový přístup pro více než 1000 cílových látek v plné krvi. Studie představuje použití MRM Spectrum módu pro sběr spekter s více než pěti tranzicemi na sloučeninu, umožňující robustní identifikaci i kvantifikaci jedním analytickým během.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika extrakce:

• QuEChERS protokol pro extrakci z plné krve
• Inkluze deuterovaných interních standardů tam, kde bylo možné

Chromatografie a detekce:

• LC: Restek Raptor Biphenyl 2,7 µm, 100 × 2,1 mm, doba analýzy 17 minut
• MS/MS: Shimadzu LCMS-8060 triple quadrupole; měření v MRM Spectrum módu (>5 tranzic/sloučeninu) v pozitivním i negativním režimu
• Nastavení: retenční okno ± 0,5 min, pause time 1 ms, dwell time 1 ms, max loop time 1,14 s

Hlavní výsledky a diskuse

• Vytvořena databáze 1222 toxikologických sloučenin s produktovými iontovými spektry a retenčními časy
• Sběr až 3010 MRM tranzic v jednom běhu poskytuje vysokou datovou hustotu a stabilní smyčkovou dobu
• Kvantitativní data porovnatelná s tradiční metodou (2 tranzice/sloučeninu) s R² > 0,99
• Příklad klinického vzorku: simultánní detekce a identifikace benzoylecgoninu, morfinu, methadonu a dalších s identifikačním skóre až 99 %
• Vyhledávání produktového iontového spektra v knihovně zvyšuje přesnost a snižuje falešné nálezy

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšená selektivita díky optimalizaci kolizní energie pro každou tranzici
• Jednoduchá rozšiřitelnost na nové cílové sloučeniny a různé matrice
• Ucelená identifikace a kvantifikace v jednom běhu šetří čas a náklady
• Významná redukce falešně pozitivních/negativních výsledků v rutinních analýzách

Budoucí trendy a možnosti využití

Predikce a další rozvoj:

• Integrace strojového učení pro automatizovanou interpretaci spekter
• Rozšíření knihovny o nové psychoaktivní substance a metabolity
• Aplikace ve forenzní toxikologii, screening zaměstnanců či protidrogových programech
• Využití vysokoprostorových dat při klinickém monitoringu a personalizované medicíně

Závěr

Implementace MRM Spectrum módu s více než pěti tranzicemi na sloučeninu poskytuje vysoce spolehlivou a kvantitativně přesnou screeningovou metodu pro více než 1000 sloučenin. Kombinace robustní databáze produktových iontových spekter a rychlé LC-MS/MS analýzy minimalizuje falešné výsledky a nabízí flexibilní platformu pro klinické i forenzní aplikace.

Reference

• Moreau S. et al. Quantitative toxicology screening for over 1000 compounds in whole blood samples; Shimadzu, 2017