Forensic Toxicology Application Notebook - APPLICATION NOTEBOOK

Význam tématu

Analýza toxikologicky významných látek, zejména opioidů a syntetických kanabinoidů, je klíčová pro forenzní laboratoře, dopravní kontroly i systém pracovního testování. Rychlá identifikace a přesné kvantifikace těchto drog v biologických vzorcích (moč, krev, sliny) zajišťují spolehlivost výsledků, snižují riziko falešně negativních či pozitivních zjištění a napomáhají ochraně veřejného zdraví a bezpečnosti.

Cíle a přehled studie / článku

Shrnutí představuje inovativní přístupy v toxikologické analýze: od časové-of-flight (Tof) přes triple-quadrupole až po jednoduché kvantitativní metody LC-MS/MS. Klíčové cíle: rozšíření screeningových knihoven, zvýšení citlivosti v ESI+ i ESI– režimu, přímá analýza glukuronidovaných metabolitů bez hydrolytických kroků a minimalizace matrix efektů prostřednictvím inovativních SPE formátů.

Použitá metodika a instrumentace

Laboratorní stanice využívají Waters technologie:

• LC systémy ACQUITY UPLC I-Class, M-Class s rozhraním ionKey/MS
• Masové analyzátory Xevo QTof, Xevo TQD, ACQUITY QDa
• SPE sorbenty Oasis HLB, MCX, PRiME HLB a Ostro Pass-through µElution formáty
• Chromatografické kolony ACQUITY UPLC HSS C18, BEH C18 a nové CORTECS solid-core C18
• Software MassLynx s moduly UNIFI, TargetLynx, ChromaLynx

Hlavní výsledky a diskuse

• Rozšířené toxikologické knihovny: >950 látek, včetně nových syntetických kanabinoidů (UNIFI Tof-MSE screening).
• Enhanced MRM screening: rychlá detekce >170 derivátů v 15 min. (Xevo TQ-S micro).
• Zvýšená citlivost v režimu ESI– pro barbituráty, kanabinoidy a diuretika (změna mobilních fází).
• Direct SPE kvantifikace glukuronidů v moči a krve bez hydrolyzy (Oasis MCX µElution, Ostro Plate): lineární rozsah 0,1–100 ng/mL, LLOQ ~0,1–5 ng/mL.
• Redukce matrix efektů a fosfolipidů >95 %, prodloužení životnosti kolony a zdroje.
• Využití ionKey/MS pro ultra-citlivou analýzu opiátů ve slinách: 9× vyšší S/N oproti 2,1 mm I.D. kolony.

Přínosy a praktické využití metody

• Odstranění nutnosti hydrolytických kroků umožňuje fixní, rychlý protokol s nižší chybovostí.
• SPE µElution přináší úsporu času a formuláře, snížení spotřeby rozpouštědel a minimální odstraňování matrice.
• Vysoká citlivost a specifičnost LC-MS/MS zajišťuje spolehlivou detekci i ve vzorcích s nízkým obsahem drogy.
• Modulární workflow podporuje současné široké screeningové a cílené kvantitativní aplikace.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozšiřování knihoven o novel psychoactive substances (NPS) a senzitivní metabolity.
• Integrace na palubní systémy pro rychlé screeningy na dopravních kontrolách.
• Vývoj miniaturizovaných a automatizovaných SPE modulů pro špičkovou citlivost.
• Pokročilé datové nástroje v UNIFI pro automatizované odhalování neznámých látek a struktury elucidaci.

Závěr

Moderní forenzní toxikologie těží z kompaktních, výkonných a modulárních LC-MS platforem, které umožňují komplexní screening přizpůsobený nejnovějším výzvám. Inovativní SPE formáty, solid-core kolony a nové senzory ionKey/MS či ACQUITY QDa výrazně zvyšují citlivost, minimalizují zásahy obsluhy a zkracují celkovou dobu analýzy. Tyto postupy přispívají ke kvalitnější a rychlejší diagnostice příčin úmrtí, řízení dopravní bezpečnosti i pracovního testování na přítomnost drog.

Reference

1. Goldberger B.A., Cone E.J. Confirmatory tests for drugs in the workplace by GC-MS. J. Chromatogr. A, 674 (1994), 73–86.
2. Wang P. et al. Incomplete recovery of prescription opioids in urine using enzymatic hydrolysis of glucuronide metabolites. J. Anal. Toxicol., 30 (2006), 570–575.
3. Gustavsson E. et al. Validation of direct injection ESI LC-MS/MS for confirmation of opiates in urine. J. Mass Spectrom., 42 (2007), 881–889.
4. Danaceau J.P., Fountain K.J. Analysis of pain management drugs using SPE µElution and CORTECS columns. Waters App. Note, 2014; 720005185EN.
5. Danaceau J.P., Chambers E.E., Fountain K.J. Simple, fast extraction of synthetic cannabinoids from blood using Oasis PRiME HLB. Waters App. Note, 2015; 720005417EN.
6. French D., Wu A., Lynch K. HILIC-MS/MS analysis of opioids in urine: significance of glucuronide metabolites. Bioanalysis, 3 (2011), 2603–2612.