Rapid screening and semi-quantitative analysis for forensic drugs in blood using liquid chromatography triple quadrupole mass spectrometry

Význam tématu

V forenzní toxikologii je klíčové rychlé a spolehlivé stanovení více drog najednou pro potřeby soudních vyšetřování a ochranu veřejného zdraví. Moderní LC-MS/MS technologie umožňuje vysokou citlivost, selektivitu a throughput potřebný pro rutinní screening i polokvantitativní analýzu ve složitých biologických matricích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie bylo vyvinout a validovat jednoduchý protokol pro rychlý screening a semikvantitativní stanovení forenzních drog v krvi kombinací modifikované QuEChERS extrakce a vysokorychlostního LC-MS/MS s triple kvadrupolem. Studie zahrnuje vývoj předdělení, nastavení MRM režimu s produktovým iontovým skenem a hodnocení reproducibility mezi různými pracovišti.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky: 0,5 mL celkové krve, 1 mL vody, 1,5 mL acetonitrilu, interní standard Diazepam-d5; extrakce pomocí Q-sep™ QuEChERS paketů (MgSO₄, NaOAc), sušení dusíkem a rekonstituce v methanolu.
• Chromatografie: Shim-pack FC-ODS kolona (2,0×150 mm, 3 µm), mobilní fáze A – 10 mM ammonium formiát, B – methanol, gradient 5–95 % B při 0,3 mL/min, teplota 40 °C.
• Hmotnostní spektrometrie: Shimadzu LCMS-8040 s ESI v pozitivním i negativním režimu, rychlý přepínač polarity (15 ms), MRM spouštěný produktovým iontovým skenem (Synchronized Survey Scan®), tok sušicího plynu 10 L/min, DL 250 °C, BH 400 °C.
• Softwarové prostředí: LabSolutions s databází Rapid Tox Screening pro 106 látek a automatizovanou identifikací.

Hlavní výsledky a diskuse

• Obnovení extrakce pro 24 testovaných látek se pohybovalo mezi 57 a 98 % (průměr 82,6 %).
• Zavedena jednoduchá kalibrační křivka na bázi poměru ploch MRM signál/metoda interního standardu s dobrou linearitou.
• Mezi třemi univerzitními přístroji byla ověřena reprodukovatelnost měření pro 16 klíčových drog s minimálními systematickými odchylkami.
• Rychlé MRM spouštěné produktovým iontovým skenem zajistilo bohatou strukturální informaci a spolehlivou identifikaci v pozitivním i negativním režimu.

Přínosy a praktické využití metody

• Zkrácení a zjednodušení předanalytické přípravy díky modifikované QuEChERS extrakci.
• Možnost vysokopropustného screeningu a semikvantifikace širokého spektra forenzních a lékařských látek v krvi.
• Vysoká citlivost a selektivita při zachování jednoduchého pracovního postupu vhodného pro rutinní provoz.
• Rychlá identifikace a potvrzení látek díky kombinaci MRM a produktových iontových spekter.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření databáze o nové drogy, metabolity a nelegální látky.
• Automatizace extrakčních a analytických kroků pro vyšší throughput.
• Implementace pokročilých výpočetních metod, strojového učení a chemometrie pro zrychlenou interpretaci spekter.
• Uplatnění stejných principů na jiné biologické matice (moč, sliny) a rozvoj plně kvantitativních protokolů.

Závěr

Kombinace upravené QuEChERS extrakce a rychlého LC-MS/MS na triple kvadrupolu poskytuje robustní, citlivou a vysoce průchodnou metodu pro screening i semikvantitativní stanovení forenzních drog v krvi. Protokol nabízí dobré obnovy, reprodukovatelnost mezi laboratořemi a perspektivu dalšího rozšíření pro rutinní forenzní aplikace.

Reference

• Anastassiades M. et al., J. AOAC Int. 86 (2003), 412–431.
• Usui K. et al., Legal Medicine 14 (2012), 286–296.