COMPARISON OF DATA-INDEPENDENT AND DATA- DEPENDENT TECHNIQUES FOR FORENSIC TOXICOLOGY SCREENING ANALYSIS

Význam tématu

Rostoucí diverzita a toxicita nelegálních a předpisových látek klade vysoké nároky na forenzní toxikologii. Metody založené na vysokém rozlišení hmotnostní spektrometrie umožňují spolehlivé screeningové analýzy vzorků biologických tekutin a přinášejí větší citlivost i selektivitu.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo porovnat přístupy data-independent acquisition (DIA) využívající MSE a dva režimy data-dependent acquisition (DDA-1 a DDA-2) z hlediska jednoduchosti nastavení, množství získaných dat a efektivity detekce skutečně přítomných látek při analýze vzorků moči pomocí UPLC-Tof MS.

Použitá metodika

• Příprava vzorků: Do blank moči byl přidán systémový standard (koncentrace 50 ng/mL) a vzorky se zředit 5× mobilní fází A.
• Autentické vzorky: 20 anonymizovaných močových vzorků dříve testovaných kombinací GC-MS, imunoanalýzy a LC-MS, detekováno celkem 146 látek.
• Chromatografie: ACQUITY UPLC I-Class, 15minutová gradientní eluce na kolóně HSS C18 (2,1×150 mm, 50 °C), mobilní fáze A (5 mM amonný formiát, pH 3,0), B (acetonitril s 0,1 % kys. mravenčí).
• Mass spectrometrie: Xevo G3 QTof v režimu ESI pozitivní ionizace, m/z 50–1000.

Použitá instrumentace

• UPLC: ACQUITY UPLC I-Class (Waters)
• TOF MS: Xevo G3 QTof (Waters)
• Informatika: waters_connect s platformou UNIFI pro akvizici a zpracování dat

Hlavní výsledky a diskuse

Ve screeningových testech dosáhla metoda MSE detekční úspěšnosti 94 %, zatímco režimy DDA-1 a DDA-2 86 % a 82 %. Doba zpracování dat byla u MSE přibližně 3 min na vzorek oproti 12 min u DDA. MSE nepotřebuje předdefinované prahové hodnoty pro spuštění MS/MS, čímž se minimalizují falešné negativy zejména při nízkých koncentracích. U DDA-2 vedlo přednostní selektování 25 předvybraných prekurzorů k opomenutí několika cílových látek, zejména při koeluci.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda MSE nabízí rychlou a snadnou implementaci, kompletní datový soubor pro retrospektivní vyhodnocení a spolehlivou identifikaci látek bez nutnosti optimalizace spouštěcích prahů. Tento přístup je zvláště vhodný pro forenzní laboratoře, kde se vyžaduje vysoká robustnost a flexibilita při screeningovém vyšetřování.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj širokých knihoven přesných hmotností a fragmentačních dat v kombinaci s pokročilou softwarovou analýzou a umělou inteligencí umožní automatizované a vysoce citlivé neřízené screeningy. Předpokládá se širší nasazení DIA přístupů v klinické, farmaceutické i forenzní analytice.

Závěr

Porovnání ukázalo, že data-independent MSE nabízí vyvážený poměr jednoduchosti nastavení, rychlosti zpracování a detekční přesnosti. Umožňuje komplexní a retrospektivní analýzu toxikologických vzorků s minimem falešných negativ.

Reference

1. M Wood. The Utility of MSE for Toxicological Screening, Waters Application Note, 720005198, Revised Mar 2022
2. M. Wood, N. S. Mistry. Quality Over Quantity—It’s Not Always a Numbers Game, Waters White Paper, 720007520, Mar 2022