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

Význam tématu

Rostoucí počet a rozmanitost toxických látek klade vysoké nároky na forenzní toxikologii. Spolehlivá a rychlá metoda screeningu umožňuje detekci širokého spektra analýz v biologických vzorcích, zajišťuje přesné a komplexní údaje i retrospektivní vyhodnocení.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo porovnat datově nezávislou akvizici (DIA) technikou MSE a datově závislou akvizici (DDA) u UPLC-Tof-MS z hlediska jednoduchosti nastavení, objemu generovaných dat, screeningové účinnosti a přesnosti identifikace narkotik ve vzorcích moči.

Použitá instrumentace

• Chromatografie: Waters ACQUITY UPLC I-Class s kolonnou HSS C18 (2.1×150 mm, 50 °C), gradient 5 mM formiátu amonného pH 3/ACN + 0.1 % FA, 15 min eluce, injekce 5 µL.
• Spektrometrie: Xevo G3 QTof s UNIFI informatikou, ESI+ režim, m/z 50–1000.

Použitá metodika

• DIA (MSE): současné snímání full scan spekter při nízké (6 eV) a vysoké energii (10–40 eV), bez předvýběru kvadrupólem.
• DDA: full scan MS a MS/MS aktivované překročením prahové intenzity (100 000 counts), DDA-1 bez seznamu, DDA-2 se seznamem 25 klíčových analytů.
• Vzorky: systémová směs 10 referenčních látek ve 50 ng/mL v moči, 5× ředění; 20 autentických anonymizovaných vzorků moči.

Hlavní výsledky a diskuse

• MSE zachytila všech 10 kontrolních látek a 94 % pozitivních analytů z autentických vzorků, zatímco DDA-1 dosáhla 86 % a DDA-2 82 %.
• MSE umožnila 4× rychlejší zpracování dat (3 min/vzorek) než obě DDA metody (12 min).
• DDA byla citlivá na nastavení prahů, při vyšších spouštěcích hodnotách docházelo k falešným negativům, nízké prahy vedly k nadbytečným datům.
• Spektra MSE i DDA poskytovala vysokou specifičnost díky přesnému měření hmotnosti prekurzorů (<5 ppm), diagnostickým fragmentům a retenčnímu času (±0,35 min).

Přínosy a praktické využití metody

• MSE metoda nabízí kompletní dataset pro retrospektivní analýzu bez nutnosti optimalizace spouštěcích prahů.
• Rychlejší zpracování a méně falešných negativ usnadňuje rutinní forenzní screening.
• Komplexní identifikace umožňuje vysokou spolehlivost v QA/QC a forenzní praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozvoj bioinformatických nástrojů pro automatizovanou interpretaci MSE datového proudu.
• Integrace databází toxikologických knihoven s umělou inteligencí pro zlepšení detekce neznámých látek.
• Širší využití ve farmakologii, dopingové kontrole a environmentálních analýzách.

Závěr

Datově nezávislá akvizice MSE prokázala vyšší screeningovou účinnost, rychlejší zpracování a nižší riziko falešných negativ než DDA. Metoda představuje efektivní přístup pro komplexní forenzní toxikologii s možností retrospektivního vyhodnocení.

Reference

1. Wood M. The Utility of MSE for Toxicological Screening, Waters Application Note, 720005198, Revised Mar 2022.
2. Krasny L, Huang PH. Data-independent acquisition mass spectrometry for proteomic applications in oncology, RSC, Oct 2020.
3. Wood M, Mistry NS. Quality Over Quantity—It’s Not Always a Numbers Game, Waters White Paper, 720007520, Mar 2022.