A Comprehensive, Fast, and Sensitive Method for the Quantitation of Synthetic Cannabinoids using the Elute UHPLC Coupled to an EVOQ LC-TQ MS

Význam tématu

Vývoj a distribuce syntetických kanabinoidů představuje významnou výzvu pro forenzní i klinickou analytiku. Rychlá obměna struktur a nízké koncentrace v biologických matricích vyžadují citlivé, specifické a flexibilní metody, které umožní spolehlivou detekci a kvantifikaci širokého spektra těchto látek.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo navrhnout a validovat rychlou, citlivou a reprodukovatelnou metodu pro simultánní kvantifikaci 99 syntetických kanabinoidů v lidské séru. Metoda využívá UHPLC v kombinaci s triple kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem a je zaměřena na dosažení limitů detekce v oblasti pg/ml.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnovala následující kroky:

• Příprava vzorku: 1 ml séra bylo alkalizováno pufrem (pH 10), přidán interní standardní mix a extrahováno tekutou–tekutou extrakcí hexan:ethylacetat (99:1). Extrakty byly koncentrovány a rekrystalizovány v eluční směsi.
• Chromatografie: Použit byl systém Bruker Elute UHPLC s kolonkou Kinetex® C18 (100 × 2,1 mm, 2,6 μm). Mobilní fáze A obsahovala 1 % acetonitrilu a 0,1 % kyseliny mravenčí s 2 mM formiátu, fáze B 99 % acetonitrilu s 0,1 % kyseliny mravenčí a 2 mM formiátu. Gradient proběhl v čase 0–12 min při průtoku 500 μl/min a teplotě 40 °C.
• Hmotnostní spektrometrie: Bruker EVOQ Elite™ triple kvadrupól s ionizací VIP H-ESI v pozitivním režimu. Pro každý analyzát byly optimalizovány dva MRM přechody a kolizní energie pomocí nástroje MRM builder.
• Validace: Postup byl validován podle doporučení GTFCh. Hodnoceny byly selektivita, matrix efekt, recovery, limity detekce a kvantifikace, linearita, přesnost a správnost.

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatografické oddělení 99 kanabinoidů bylo dosaženo během 8,5 min, celkový běh trval 12 min. Limity detekce (LOD) dosáhly pro 89 látek hodnot <5–10 pg/ml, nejvyšší LOD byl 50 pg/ml. Kvantifikační limity (LOQ) byly pro většinu analyzátů ≤30 pg/ml, v validaci pak stanoveny na 50 pg/ml. Kalibrační křivky (50 pg/ml–1,25 ng/ml) vykázaly linearitu s r² >0,998 při vážení 1/x². Recoverie přesahovaly 50 % pro 79 sloučenin, matrix efekty byly v rámci ±25 %. Mezi-denní i intra-denní přesnost a správnost splňovaly kritéria ±15 %.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a spolehlivou detekci širokého spektra syntetických kanabinoidů v nízkých koncentracích. Je vhodná pro forenzní analýzy dopravních nehod, toxikologické screeningy, klinické a post-mortem studie. Díky nástroji MRM builder lze snadno doplňovat nově vznikající analogy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšiřování panelu analyzátů zahrnující nové deriváty a metabolity. Možnosti automatizace přípravy vzorků a integrace s vysokorozlišovacími hmotnostními spektrometry mohou zrychlit screening. Využití strojového učení pro predikci MRM přechodů by mohlo zvýšit flexibilitu metody pro rychlý monitoring nových sloučenin.

Závěr

Vyvinutá UHPLC-triple kvadrupólová metoda nabízí vysokou citlivost, selektivitu a rychlost analýzy 99 syntetických kanabinoidů v séru. Díky robustní validaci a rozsáhlé knihovně přechodů je vhodná pro rutinní forenzní a klinickou praxi.

Reference

• Matuszewski, M.L.; Constanzer, C.M.; Chavez-Eng, Anal. Chem. 2003, 75 (13), 3019–3030.
• Deutsches Institut für Normung. DIN 32 645 Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze, Beuth Verlag: Berlin, 1994.