Rapid Analysis of Cocaine and Metabolites by Mixed-Mode μElution SPE Combined with UPLC-MS/MS

Význam tématu

Kokain je psychoaktivní látka s vysokým rizikem závislosti, jejíž detekce v biologických vzorcích je zásadní pro forenzní laboratoře, klinické studie i protidopingová vyšetření. Analýza metabolitu benzoylecgoninu a cocaethylenu prodlužuje detekční okno a zvyšuje spolehlivost výsledků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout rychlou a zjednodušenou metodiku pro extrakci a kvantifikaci kokainu a jeho dvou hlavních metabolitů v moči využitím mixed-mode µElution SPE v kombinaci s UPLC-MS/MS. Zaměřeno na optimalizaci časové úspory, potlačení matricových efektů a zachování přesnosti a citlivosti.

Použitá metodika a instrumentace

• Solid phase extraction: Oasis MCX µElution Plate – bez nutnosti kondicionování a ekvilibrace sorbentu
• Chromatografie: ACQUITY I-Class UPLC se sloupcem HSS T3 2.1×50 mm, 1.8 μm
• Detekce: Xevo TQD MS/MS s ESI pozitivním ionizačním režimem
• Mobilní fáze: voda s 0,1% kyselinou formiovou a acetonitril s 0,1% kyselinou formiovou, gradientní eluce
• Interní standardy: deuterované deriváty kokainu, benzoylecgoninu a cocaethylenu

Hlavní výsledky a diskuse

• Všechny analyty elutovaly do 3 minut s úzkými píkami pod 3 sekundy
• Extrahční výtěžnost 83–105 % se %RSD pod 15 % pro všechny sloučeniny
• Matricové efekty minimalizované na +/-16 % s průměrem kolem 11 %
• Lineární rozsah detekce 1–500 ng/mL (benzoylecgonin) a 1–1000 ng/mL (kokain, cocaethylene) s R2 > 0,99
• Přesnost QC vzorků v rozmezí 89,6–99,9 % a precize (%RSD) do 7 % (N=6)

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí výrazné zkrácení přípravy vzorku díky redukci kroků SPE, eliminaci sušení a rekonstituce eluátu a vysokou propustnost analytických sekcí. Vysoká reprodukovatelnost a citlivost jsou vhodné pro forenzní toxikologii, klinickou kontrolu a protidoping.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Aplikace na rozšíření spektra analyzovaných substancí (např. nová psychoaktivní drogy)
• Integrace do automatizovaných robotických platforem pro vysokopropustné laboratoře
• Potenciální propojení s HRMS pro neznámé a metabolomické studie

Závěr

Navržená SPE-UPLC-MS/MS metoda pro rychlou analýzu kokainu a jeho metabolitů prokázala vysokou účinnost extrakce, minimální matricové efekty a spolehlivou kvantifikaci. Díky zjednodušenému workflow a krátké době analýzy je vhodná pro rutinní i výzkumné aplikace.

Reference

1. Isenschmid D. Cocaine. In Principles of Forensic Toxicology, B. Levine (Ed.), AACC Press, Washington, D.C., 293–315, 2013
2. National Survey on Drug Use and Health, 2008
3. Benzoylecgonine drug elimination time and clearance, BuddyMD, dostupné online
4. NCBI PubMed Article PMID:1432406