LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníForenzní analýza a toxikologie
VýrobceShimadzu
Význam tématu
V oblasti forenzní a klinické toxikologie roste potřeba spolehlivých metod pro identifikaci širokého spektra látek v biologických matricích. Vysokorozlišující hmotnostní spektrometrie (HRMS) založená na QTOF technologii ve spojení s režimem data independent acquisition (DIA-MS/MS) nabízí přesnou detekci a strukturální informace potřebné pro screening cílených i necílených (untargeted) analýz v komplikovaných vzorcích krevních vzorků.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo převést existující triple kvadropleksní LC-MS/MS metodu pro rutinní toxikologický screening na platformu QTOF LCMS-9030 a ověřit výkonnost nově vyvinuté vysoce vykřeslené forenzní toxikologické knihovny. Metoda byla validována pro detekci přibližně 1000 cílových sloučenin při zachování vysoké specificity i citlivosti.
Použitá metodika a instrumentace
- Příprava vzorků: krevní vzorky dopované panelovým mixem drog (benzoylekgonin, kodein, fentanyl, hydrokodon, hydromorfon, methadon, metamfetamin, morfin, temazepam) v rozmezí 5–5000 ng/mL; extrakce pevnou fází.
- Chromatografie: Shim-pack Velox Biphenyl (2,1×100 mm, 2,7 µm); průtok 0,3 mL/min; binární gradient (voda/methanol s 2 mM formiátovým amonným solí a 0,002 % kyselinou mravenčí); doba analýzy 17 min.
- Spektrometrie: QTOF LCMS-9030; ESI pozitivní/záporný mód; survey scan m/z 40–900; DIA-MS/MS režimy m/z 40–500 (izolace 25 Da, CE 5–55 V) a m/z 40–900 (izolace 35 Da, CE 5–55 V).
- Datové zpracování: cílová knihovna Shimadzu Forensic Toxicology DataBase (>1000 jediných látek) + externí MS/MS repozitáře (Wiley, HighResNPS); metrika podobnosti (dot product) s váhami pro přesnost hmotnosti a intenzitu fragmentů.
Hlavní výsledky a diskuse
- Šestnáct vzorků dopovaných panelovými drogami prokázalo identifikaci 9 cílových látek s vysokou jistotou.
- Průkaz metamfetaminu a benzoylekgoninu byl potvrzen opakovaným porovnáním s několika knihovnami (Shimadzu, Wiley MMHW, Oberacher, HighResNPS), přičemž hodnoty similarity indexu (SI) výrazně překračovaly stanovený práh.
- Navzdory rozdílům v typech MS/MS instrumentů a napájecích energiích fragmentace poskytly různé repozitáře konsistentní podpůrné důkazy pro jednoznačnou identifikaci.
Přínosy a praktické využití metody
Implementace QTOF-DIA přístupu umožňuje:
- Vysokou flexibilitu pro cílené i necílené screeningy.
- Rychlou validaci nálezů díky multi-knihovnímu porovnávání.
- Široké pokrytí i nově se objevujících psychoaktivních látek (NPS).
- Možnost zpětného prohledávání datových archivů bez nutnosti opětné analýzy vzorků.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozšiřování kvalitních MS/MS knihoven včetně crowdsourcingových databází, využití umělé inteligence pro automatizované párování spekter, integrace kvantitativních metod a rozvoj miniaturizovaných HRMS přístrojů pro on-site forenzní screening.
Závěr
Vyvinutý workflow QTOF s DIA-MS/MS a multi-knihovním vyhledáváním nabízí robustní, citlivý a vysoce spolehlivý postup pro rutinní forenzní a klinickou toxikologii. Kombinace in-house a externích repozitářů výrazně posiluje důvěru v identifikaci širokého spektra látek.
Reference
- Wang E.H., Olive S.R., Loftus N.J., Davis J., Lieberman R., Chitranshi P., Olendorff S., Barnabe L., Gilles C.T. Forensic and toxicology screening in human blood using a QTOF mass spectrometer and DIA. Shimadzu Scientific Instruments; 2021.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.