LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceWaters
Význam tématu
Analýza nových psychoaktivních látek představuje pro toxikologické laboratoře výraznou výzvu vzhledem k dynamickému výskytu dosud neznámých sloučenin. Vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS), zejména technika TOF-MSE, umožňuje sběr neomezených dat pro cílené i necílené screeningové přístupy a poskytuje možnost zpětné analýzy.
Cíle studie
Tato práce hodnotí tři přístupy k toxikologickému screeningu:
- cílenou analýzu se srovnáním s standardní knihovnou,
- semi-cílenou analýzu založenou na in silico generovaných fragmentech z Molfile,
- necílenou („Discovery“) analýzu využívající automatizovaný návrh sumárních vzorců, externí vyhledávání a in silico fragmentaci.
Použitá instrumentace
Pro screenování bylo nasazeno řešení Waters Forensic Toxicology Screening Application Solution sestávající z:
- ACQUITY UPLC I-Class,
- XEVO G2-XS QTOF s TOF-MSE režimem,
- UNIFI informatiky a toxikologické knihovny s více než 1300 záznamy (z nich 1250 doplněno o RT, diagnostické ionty a Molfile).
Metodika
Analyzováno bylo 17 pitevních krevních vzorků. Spektra se sbírala současně při nízké energii (přesná hmotnost prekurzoru) a vysoké energii (fragmentační ionty). Data se zpracovávala automatizovaně:
- Cílená analýza: porovnání dat s knihovnou podle RT ±0,35 min, přesnosti hmotnosti ±5 ppm, minimálně jednoho diagnostického fragmentu a prahového signálu 6000 counts.
- Semi-cílená analýza: automatická in silico fragmentace Molfile a porovnání teoretických fragmentů s vysokou energií (±2 mDa).
- Necílená („Discovery“) analýza: návrh až pěti sumárních vzorců, externí online vyhledávání v chemspider a dalších databázích, in silico fragmentace a automatické porovnání s experimentálními daty.
Hlavní výsledky a diskuse
Cílený screening odhalil 138 látek (74 toxikologicky relevantních), z toho 93 % detekcí potvrzeno alespoň jedním fragmentem, 83 % dvěma a 54 % třemi fragmenty. Semi-cílená metoda potvrdila 122 z 138 dříve detekovaných látek (88 %) pomocí teoretických fragmentů a přidala navíc tři další látky. Necílená analýza validovala 85 % z původní sady 138 elektrolytů a prokázala svou schopnost nezávislého potvrzení.
Přínosy a praktické využití metody
Automatizované semi-cílené a necílené workflow významně zvyšují spolehlivost a rozsah toxikologického screeningu. Semi-cílená analýza umožňuje potvrzení látek bez referenčního standardu a poskytuje vyšší specifitu díky teoreticky generovaným fragmentům. Discovery nástroj šetří čas při identifikaci nových sloučenin a rozšiřuje možnosti retrospektivní analýzy.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozšíření knihoven Molfile, vylepšení algoritmů in silico fragmentace a integrace strojového učení pro robustnější výběr kandidátů. Online propojování s globálními databázemi umožní rychlejší varování před novými psychoaktivními látkami a podpoří včasné zasahování.
Závěr
Srovnání tří screeningových přístupů prokázalo, že kombinované použití cílené, semi-cílené a necílené analýzy na platformě TOF-MSE se UNIFI informatikou přináší vysokou spolehlivost, rozšířený rozsah detekce a efektivní identifikaci známých i nových psychoaktivních látek.
Reference
Wood M, Rosano TG. Evaluation of Semi-Targeted and Non-Targeted (‘Discovery’) Screening Tools. Waters Corporation; Albany Medical Center; National Toxicology Center.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.