Detection and semi-quantitative determination of designer benzodiazepines in serum using LC-MSn

Význam tématu

Designer benzodiazepiny představují novou třídu psychoaktivních látek, které se rychle šíří na trhu s nelegálními drogami. Jejich detekce v biologických vzorcích je klíčová pro forenzní toxikologii, klinickou toxikologii a monitorování zneužívání léků. Kombinace širokého spektra strukturálně různých benzodiazepinů a jejich metabolitů klade nároky na citlivé a specifické analytické metody.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřuje na rozšíření existující knihovny Toxtyper™ o nové designer benzodiazepiny a na zavedení semi-kvantitativního stanovení těchto látek v lidském séru. Cílem je umožnit zároveň screening a předběžné stanovení koncentrací bez nutnosti odlišných akvizičních metod.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnuje alkalickou extrakci séra kapalina–kapalina, sušení pod dusíkem a rozpuštění v eluční směsi. Separace probíhá na LC-systému Dionex UltiMate 3000 s C18 kolonkou (2,1×100 mm, 2,2 µm) při gradientu vody a acetonitrilu obohacených o 2 mM methylamonnou soli a 0,1 % kyseliny mravenčí. Snímací část tvoří iontový pastový hmotnostní spektrometr amaZon speed™ s ESI v pozitivním módu, skenováním 70–600 Da a data-dependent akvizicí MS2 a MS3.

Hlavní výsledky a diskuse

Byla sestavena knihovna 58 benzodiazepinů včetně 21 designer sloučenin a tří z-závislých látek. Limity detekce většiny analytů ležely mezi 1 a 10 ng/mL, devět látek bylo detekovatelných až od 25 ng/mL. Nifoxipam se ukázal jako výrazně nestabilní. Matrixové efekty se pohybovaly od 53 do 244 % a ukázaly nutnost použití interních standardů. Lineární oblast stanovení většiny látek byla od 5 do 500 ng/mL (R2 > 0,99 po odstranění izolovaných odchylek). Semi-kvantitativní výsledky na jednom kalibračním bodě (50 ng/mL) vykazovaly odchylky ±10–25 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Automatizovaná identifikace a předběžné stanovení koncentrace v jednom běhu.
• Možnost rychlého toxikologického hodnocení ve forenzní a klinické praxi.
• Rozšiřitelnost knihovny o nově se objevující látky bez změny akvizičního protokolu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další nárůst počtu designer benzodiazepinů, proto je důležité udržovat knihovnu aktuální. Integrace s vysokopropustnými platformami a rozvoj prediktivních algoritmů pro identifikaci neznámých metabolit posílí rychlost a spolehlivost analýz. Kombinace s dalšími technikami (HRMS, NMR) umožní hlubší strukturální charakterizaci.

Závěr

Popsaná metoda kombinuje screening a semi-kvantitativní stanovení 58 benzodiazepinů v séru pomocí upraveného LC-MSn workflow. Díky nízkým LOD a širokému lineárnímu rozsahu je vhodná pro forenzní, klinické i výzkumné účely. Automatizace a rozšiřitelnost knihovny umožňují flexibilní reakci na vznik nových psychoaktivních látek.

Reference

• Demme R. et al. Poster presentation, TIAFT Meeting 2005.
• Meyer M. et al. Poster presentation (TP29), 61st ASMS Conference 2013.
• Matuszewski B. K., Constanzer M. L., Chavez-Eng C. M. Analytical Chemistry, 2003, 75, 3019–3030.
• Meyer M. et al. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2016, 408, 3571–3591.