Analysis of Ketamine and Xylazine in Rat Tissues Using the ACQUITY UPLC with 2D Technology

Význam tématu

Analýza ketaminu a xylazinu v biologických tkáních je klíčová pro forenzní toxikologii i veterinární medicínu. Obě látky se legálně používají jako anestetika u zvířat, ale kombinace ketaminu a xylazinu se v posledních letech stala populární také v nelegálních kruzích a byla hlášena jako potenciální „date rape“ koktejl. Detekce stopových koncentrací v komplexních matricích vyžaduje citlivé a rychlé analytické postupy, které zkracují dobu přípravy vzorků a zachovávají nízké meze detekce.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout a validovat rychlý mikroextrakční protokol spojený s dvourozměrnou kapalinovou chromatografií (2D UPLC) a hmotnostní detekcí (MS/MS) pro stanovení ketaminu a xylazinu v tkáních potkanů. Studie se zaměřila na optimalizaci homogenizace, extrakce a chromatografických podmínek tak, aby bylo dosaženo sub-ppt citlivosti a vysoké propustnosti vzorkování.

Použitá metodika a instrumentace

Sample preparation:

• Homogenizace tkání (mozek, játra, ledviny, srdce, slezina) pomocí keramických kuliček na orbitálním shakeru (90 s).
• Mikroextrakce: 1 g tkáně + 4 mL acetonitrilu; odstředění a naředění organické fáze ve 100 mL vody.
• SPE čištění: Oasis MCX mixed-mode kartáše (150 mg), mytí vodou s HCl a methanolem s formiátem, eluční frakce MeOH + 5 % NH₄OH.

Analytika:

• LC: ACQUITY UPLC with 2D Technology (Trap & Elute), nadkolona BEH C18 (2.1×50 mm, 1.7 µm), teplota 60 °C, gradient MeOH/ACN–0.5 % HCOOH.
• MS/MS: Xevo TQ-S ESI+, MassLynx 4.1, MRM přechody pro ketamin (238 > 125, 238 > 220) a xylazin (221 > 164, 221 > 147).

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace vyústila v následující klíčové parametry: první dimenze – pH 7, 40 mg Oasis HLB; eluční fáze – ACN pH 3; druhá dimenze – BEH C18. Extrakční protokol dokončen za 30 min bez potřeby odpařování. Obnovení analyzátů bylo průměrně 90 % pro oba analyty; meze kvantifikace 50 ppt. Kalibrace v rozmezí 0,05–10 ppb měla R² > 0,998. Matricové efekty v játrech činily ~42 %, kompenzované deuterovaným interním standardem. Metoda prokázala robustnost při více než 1000 injekcích a minimální interferenci ve vybraných tkáních.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení přípravy vzorků (30 min) bez odpařování a rekonstituce.
• Dosažení sub-ppt citlivosti vhodné pro forenzní a klinickou toxikologii.
• Vysoká propustnost (>60 vzorků/den) díky automatizované homogenizaci a 2D chromatografii.
• Široká aplikovatelnost na různé složité biologické matice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další psychoaktivní látky a lékové metabolity.
• Integrace ultrarychlé mikroextrakce s on-line SPE a nanosměšovacími systémy.
• Kombinace s vysokorozlišovacími hmotnostními spektrometry pro neznámou identifikaci.
• Automatizace a miniaturizace celého workflow pro bod-of-care či terénní použití.

Závěr

Použitá kombinace mikroextrakce, mixed-mode SPE a ACQUITY UPLC with 2D Technology poskytuje rychlou, citlivou a robustní metodu pro stanovení ketaminu a xylazinu v tkáních. Eliminace kroků odpařování významně zkracuje dobu analýzy, přičemž zachovává vysokou přesnost a opakovatelnost vhodnou pro forenzní laboratoře.

Reference

1. Mallet C.R., Botch-Jones S. J. Anal. Toxicol. 2016, 1–11.
2. Mallet C.R. Multi-Dimensional Chromatography Compendium, Waters 2015.
3. Mallet C.R. Analysis of Pharmaceuticals and Pesticides in Water Using ACQUITY UPLC 2D Tech., 2014.