URINARY FORENSIC TOXICOLOGY DATA INDEPENDENT ANALYSIS SCREENING: USING HIGH RESOLVING POWER MULTI-REFLECTING TIME-OF-FLIGHT MASS SPECTROMETRY

Význam tématu

Kriminalistická toxikologie vyžaduje citlivé a specifické metody pro identifikaci xenobiotik v komplexních matricích jako je moč. S nástupem nových psychoaktivních látek poskytuje vysoké rozlišení a režim Data Independent Acquisition (DIA) retrospektivní data pro necílené i cílené vyhledávání.

Cíle a přehled studie

Studie představuje využití vysokorozlišovacího Multi-Reflecting Time-of-Flight (MRT) spektrometru s DIA pro screening anonymizovaných vzorků lidské moči a QC standardní směsi (SST). Hlavním cílem bylo ověřit rutinní hmotnostní přesnost v řádu ppb, identifikační výkonnost pro drogy, jejich metabolity i endogenní a dietní sloučeniny a posoudit výskyt falešných pozitiv.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci sloužilo ACQUITY UPLC HSS C18 kolona (150×2,1 mm, 1,8 µm) s gradientem 5 mM NH4HCO2 (pH 3) a 0,1 % formiové kyseliny v acetonitrilu. Průtok byl 0,4 mL/min při 50 °C, vstřikovalo se 5 µL.
Spektrometrie probíhala v režimu MSE (ESI+) se zdrojem při 120 °C, desolvatací při 500 °C, rozpětím m/z 50–2400 a akviziční rychlostí 10 Hz. Data se zpracovávala s tolerancí ±2 ppm pro prekurzorové ionty, ±0,2 mDa pro fragmenty a požadavkem alespoň jednoho diagnostického fragmentu.

Hlavní výsledky a diskuse

Na standardních SST mixech byla dosažena RMS hmotnostní chyba 522 ppb. V autentických moči vzorcích činila průměrná RMS chyba 511 ppb. V jednom vzorku bylo potvrzeno 14 drogových látek a 7 metabolitů, včetně metamfetaminu (87 ppb chyba), metadonu (–83 ppb), a běžných OTC látek jako kofein a nikotin. Falešná detekce oxykodonu byla eliminována. Snížením teploty zdroje na 100 °C byla významně redukována labile fragmentace amfetaminu, což zlepšilo kvalitu spekter.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda kombinuje vysokou selektivitu díky rozlišení >200 000 FWHM s ppb hmotnostní přesností, což výrazně snižuje falešné pozitivy a zvyšuje důvěru v pozitivní identifikace. Retrospektivní analýza kompletního datového setu umožňuje dodatečné vyhledávání nových látek bez opětovné akvizice dat.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj bioinformatických nástrojů pro automatizované vyhodnocování rozsáhlých HRMS dat umožní rychlejší a přesnější screening. Metodu lze rozšířit na další biologické matrice, aplikovat v dopingové či environmentální toxikologii a sledovat výskyt nových psychoaktivních látek v reálném čase.

Závěr

Multi-Reflecting ToF HRMS s DIA poskytuje robustní a vysoce přesný přístup pro aplikace v kriminalistické toxikologii. Vysoká hmotnostní přesnost a přísné toleranční kritérium minimalizují falešné detekce a umožňují komplexní screening známých i neznámých látek z jednoho experimentu.

Reference

1. G. Rosano, M. Wood, K. Ihenetu, T. Swift, J Anal Toxicol, 37(8), 2013, 580–593.
2. Twohig M, Aubin AJ, Hudalla CJ, Waters Corporation, Application Note 720007720, October 2022.
3. Bonn B, Leandersson C, Fontaine F, Zamora I, Rapid Commun Mass Spectrom, 24(21), 2010, 3127–3138.