A Rapid and Comprehensive UHPLC-MS/MS Clinical Toxicology Research Method for the Analysis of Benzodiazepines in Urine

Aplikace | 2025 | WatersInstrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Zaměření
Forenzní analýza a toxikologie
Výrobce
Waters

Význam tématu


Benzodiazepiny představují jednu z nejčastěji předepisovaných skupin psychoaktivních látek s významným potenciálem zneužití. Vyšetření jejich přítomnosti v moči je zásadní pro klinickou toxikologii, forenzní analýzy a monitorování pacientů s rizikem závislosti. Objev nových „designer“ benzodiazepinů, často nelegálně vyráběných s neznámou účinností a toxicitou, dále zvyšuje potřebu citlivých, rychlých a spolehlivých analytických postupů.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem aplikace bylo navrhnout a validovat výzkumnou UHPLC-MS/MS metodu pro kvantitativní a konfirmační stanovení tradičních a nových benzodiazepinů v moči. Klíčové bylo zjednodušit přípravu vzorku, minimalizovat počet manuálních kroků, zachovat vysoké výtěžky extrakce a dosáhnout rychlého časového rozlišení až 26 sloučenin.

Použitá metodika a instrumentace


Metodika vychází z následujících kroků a zařízení:
  • Vzorek: 100 µl moče, inkubace s β-glukuronidázou.
  • Extrakce: Oasis MCX µElution SPE destičky, in-well hydrolýza, kyselinová kondice a jednoduché promytí.
  • Eluce: 2×25 µl směsi ACN:MeOH s amoniakem, následná diluce ve 2% ACN/1% kys. mravenčí.
  • Chromatografie: ACQUITY UPLC I-Class (FTN) s kolonkou BEH C18 1,7 µm (2,1×100 mm), teplota 40 °C, gradient 0,1% FA ve vodě a ACN, průtok 0,6 ml/min, doba analýzy 4 minuty.
  • Detekce: Waters Xevo TQ-S micro, ESI+ režim, MRM přechody pro 26 analytů a vhodné izotopové/internal standardy.
  • Software: MassLynx pro akvizici a TargetLynx XS nebo waters_connect QUAN Review pro kvantifikaci.

Hlavní výsledky a diskuse


Metoda zajistila:
  • Výtěžnost extrakce 79–102 % (průměr 86 %) se %CV <10 % napříč šesti různými moči.
  • Matrixové efekty korekované internal standardy pod 20 % u všech kromě dvou sloučenin.
  • Lineární kvantifikaci v rozsahu 5–1000 ng/ml (u některých aminovaných derivátů 10–1000 ng/ml), R² ≥0,990, akceptovatelné bias a variabilita QC vzorků ±15 %.
  • Limit kvantifikace 5 ng/ml (10 ng/ml u pěti aminovaných derivátů), S/N >10, bias a %CV <20 %.
  • Úspěšné ověření na externích kontrolních vzorcích (UTAK) a proficiency testu (Axio LGC), 71 % výsledků v rámci ±20 % a 93 % do ±30 % cílových hodnot.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda nabízí zjednodušenou přípravu vzorku bez přenosu mezi odběrovými nádobami, vysokou propustnost (4min analýza), spolehlivou separaci 26 cílových látek včetně nových designer benzodiazepinů a robustní kvantifikaci vhodnou pro preklinický výzkum, klinická a forenzní pracoviště.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekávané směry dalšího rozvoje zahrnují:
  • Rozšíření panelu o další nové designer benzodiazepiny a metabolity.
  • Automatizaci přípravy vzorku a integraci do robotizovaných platforem.
  • Využití pokročilé datové analýzy a AI-podpory pro rychlejší interpretaci výsledků.
  • Adaptaci na jiné biopaliva (plazma, sérum, sliny) a vícerozměrnou chromatografii pro zlepšené rozlišení isomerů.

Závěr


Popsaná UHPLC-MS/MS metoda poskytuje komplexní, rychlý a vysoce reprodukovatelný postup pro analýzu širokého spektra benzodiazepinů v moči. Kombinace jednoduché SPE extrakce, krátké doby analýzy a robustní MRM detekce splňuje požadavky klinických i forenzních laboratoří na citlivost, přesnost a propustnost.

Reference


  • Brunetti P. et al. Designer Benzodiazepines: A Review of Toxicology and Public Health Risks. Pharmaceuticals. 14:560 (2021).
  • European Monitoring Centre for Drugs and Drug Addiction. New benzodiazepines in Europe – a review (June 2021).
  • Danaceau J.P., Freeto S., Calton L.J. A Comprehensive Method for the Analysis of Pain Management Drugs and Drugs of Abuse Incorporating Simplified, Rapid Mixed-Mode SPE with UPLC-MS/MS for Forensic Toxicology. Waters Application Note 720006187 (2019).

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

A Comprehensive Method for the Analysis of Pain Management Drugs and Drugs of Abuse Incorporating Simplified, Rapid Mixed-Mode SPE with UPLC-MS/MS for Forensic Toxicology
LC-MS/MS Analysis of Urinary Benzodiazepines and Z-drugs via a Simplified, Mixed-Mode Sample Preparation Strategy
Forensic Toxicology Application Notebook - APPLICATION NOTEBOOK
Extraction and Analysis of a Definitive Drug Panel in Hair Samples by UHPLC-MS/MS for Forensic Toxicology