Qualitative/Quantitative Analysis of Drugs in Whole Blood by DPiMSQT and Nexera™ installed LCMS-9030

Význam tématu

Rychlé a spolehlivé zjišťování přítomnosti a koncentrace léků a látek v biologických matricích je klíčové zejména ve forenzní medicíně a toxikologii. Kombinace vysokorychlostního screeningového postupu s přesnou kvantifikací umožňuje výrazné zkrácení doby analýzy, efektivní využití vzorku i laboratorních kapacit a současné snížení spotřeby laboratorních spotřebních materiálů.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo představit workflow, které využívá DPiMS QT elektrosprayovou sondou pro rychlý kvalitativní screening vzorků lidské plné krve a následný přechod na ultra-vysokotlakou kapalinovou chromatografii Nexera X3 spojenou s hmotnostním spektrometrem LCMS-9030 pro kvantitativní analýzu. Studie demonstruje identifikaci a kvantifikaci sedmi modelových drog ve vzorcích plné krve.

Použitá instrumentace

• DPiMS QT elektrosprayová sonda s modulem LCMS-9030 Quadrupole Time-of-Flight MS (TOF-MS)
• Nexera X3 UHPLC se sloupcem Shim-pack Velox SP-C18 (100 × 2,1 mm, 2,7 µm)
• Micro Volume QuEChERS kit pro přípravu vzorků
• Vnitřní standard Diazepam-d5 (2 µg/mL v methanolu)

Použitá metodika

Kvalitativní screening proběhl po jednoduché přípravě vzorku smícháním 20 µL plné krve, 180 µL vody a 200 µL ethanolu. Po promíchání a centrifugaci se nanesl supernatant na destičku a analýza sondou DPiMS QT trvala cca 0,5 minuty. Kvantitativní část využila Micro Volume QuEChERS kit, do kterého byly přidány 200 µL vody, 300 µL acetonitrilu, 100 µL krve a 2 µL vnitřního standardu, následně promícháno, odstředěno a supernatant injikován (1 µL) na UHPLC-MS.

Hlavní výsledky a diskuse

Při screeningu DPiMS QT byly detekovány všechny testované sloučeniny s hmotnostní chybou mezi –1,0 a +1,9 ppm. Analýza trvala celkem přibližně 6 minut včetně přípravy vzorku. Následná kvantifikace na Nexera X3 + LCMS-9030 prokázala v rozsahu 1–100 ng/mL vynikající linearitu (R2 > 0,995) a přesnost výsledků spiked vzorku (50 ng/mL) v rozsahu 100 ± 15 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Dramatické zkrácení doby kvalitativního screeningu (5 minut příprava + 0,5 min analýza)
• Možnost pozdějšího rozšíření cílových sloučenin bez nutnosti opakovaného odběru vzorku
• Jednoduché přepínání mezi režimy DPiMS QT a UHPLC Nexera X3 na jednom MS přístroji
• Snížení spotřeby spotřebního materiálu a zvýšení laboratorní efektivity

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj workflow ve směru plné automatizace přípravy vzorků, rozšíření knihovny cílových látek, integrace do laboratorních informačních systémů (LIMS) a aplikace v dalších oblastech, jako je farmakokinetika, environmentální monitoring či klinická toxikologie.

Závěr

Studie potvrzuje, že kombinace DPiMS QT sondy a LCMS-9030 nabízí účinný nástroj pro rychlý kvalitativní screening drog v krevních vzorcích, přičemž následná kvantifikace na Nexera X3 UHPLC-MS poskytuje přesné a reprodukovatelné výsledky. Tento postup umožňuje výrazné zefektivnění forenzních a toxikologických analýz.

Reference

Imoto E, Murata T Application News Shimadzu Corporation 2021