Targeted Forensic Screening and Semi-Quantitation of Drugs in Urine Using an HRAM Mass Spectrometer

Význam tématu

Zajištění rychlé a spolehlivé detekce a kvantifikace drog v moči je klíčové pro forenzní toxikologii, klinické i vládní laboratoře. Komplexní matice moči, vysoký počet vzorků a nástup nových designer drog vyžadují citlivé a univerzální analytické přístupy. Metoda kombinující UHPLC a vysokorozlišující přesnou hmotnostní spektrometrii umožňuje jednorázově provést screening i polokvantifikaci rozsáhlých panelů látek s možností retrospektivního vyhledávání neočekávaných sloučenin.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo ověřit výkon vyvinuté UHPLC-HRAM MS metody na novém orbitrapovém spektrometru Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120. Autoři testovali přenositelnost metody z předchozí generace přístroje, hodnotili robustnost a shodu HRAM MS/MS spekter, limity detekce a kvantifikace pro 101 analyzovaných látek.

Použitá metodika a instrumentace

Analyzované vzorky moči byly připraveny přímo metodou dilute and shoot se 20× ředěním po přidání standardních směsí 101 látek a 8 interních standardů.

• UHPLC: Thermo Fisher Vanquish Flex s Accucore phenyl hexyl kolonkou (100×2.1 mm, 2.6 µm), gradientní eluční režim s mobilními fázemi voda a směs methanol:acetonitril s 2 mM formiátu amonného a 0.1 % kyseliny mravenčí.
• Mass spektrometrie: Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120 v režimu Full Scan-ddMS2, rozlišení 60 000 pro MS a 15 000 pro MS2, izolační okno m/z 1.5, kolizní energie 18.75/37.5/56.25, polarity switching.
• Softwarová analýza: TraceFinder 5.1 s integrovanou databází mzVault, identifikace podle přesné hmotnosti, retenčního času, izotopického vzorce, fragmentačního profilu a knihovní shody.

Hlavní výsledky a diskuse

• Screeningové parametry: pět kritérií pro kvalitní potvrzení přítomnosti látek. HRAM MS2 spektra nového přístroje přesně odpovídala knihovně získané na starší generaci.
• Limity: stanovení LOD, LOQ a LOI pro více než sto látek v rozmezí 0.1–1000 ng/mL. Kvantifikační křivky pro 7-amino-flunitrazepam prokázaly linearitu a přesnost.
• Robustnost: hmotnostní přesnost interních standardů < 5 ppm, RSD < 0.001 % přes 48 hodin, stabilita retenčních časů ±0.01 min.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost simultánního screeningu a kvantifikace v jedné analýze šetří čas a náklady.
• Retrospektivní prohledávání dat umožňuje identifikovat doplňkové i neočekávané látky.
• Metoda je přenositelná mezi modely hmotnostního spektrometru a vhodná pro rutinní toxikologii.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vylepšení mohou zahrnovat optimalizaci přípravy vzorků pro snížení detekčních limitů, rozšíření a automatizaci knihoven spekter, využití umělé inteligence pro analýzu dat a integraci nových ionizačních technik. Vyšší rozlišení a citlivost přístrojů podpoří rozvoj multiplexních analýz a rychlejší detekci nových psychoaktivních látek.

Závěr

Studie potvrdila, že UHPLC-HRAM MS na Orbitrap Exploris 120 spolehlivě detekuje a polokvantifikuje širokou škálu drog a metabolitů v moči. Metoda vykazuje vynikající přesnost, robustnost a přenositelnost, což ji činí vhodnou pro forenzní i klinické aplikace.

Reference

• Technical Note 73771: LC-MS/MS Toxicology Platform and Method for High-resolution, Accurate Mass (HRAM) Detection, Screening, and Quantitation of Drugs