Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) and Hydroxylated PAH Metabolites in Plasma and Urine Using High Resolution GC/Q TOF

Význam tématu

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH) jsou široce rozšířené karcinogeny vznikající nedokonalým spalováním organických látek. Jejich hydroxylované metabolity v krvi a moči slouží jako citlivé biomarkery expozice. Analytické metody musí zajistit vysokou citlivost a přesnost při detekci stopových koncentrací v komplexních biologických matricích.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na kombinaci vysoce citlivého cíleného kvantitativního měření PAH a jejich metabolitů s netargetovaným screeningem dalších xenobiotik v lidské plasmě a moči. Hlavním cílem bylo ověřit použití vysokorozlišující GC/Q-TOF hmotnostního spektrometru (7250) ve spojení s GC 7890B a prokázat jeho schopnost současně detekovat známé PAH sloučeniny a objevovat neznámé biologicky významné látky.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: 6 ml sloučené lidské plazmy a moči extrahované hexan/acetonem (1:1) za přítomnosti MgSO4 a NaCl. Po vysušení byly analyzy derivatizovány MSTFA/pyridin.

Instrumentace:

• Agilent 7890B GC se sekvenčním vstřikováním v splitless módu.
• Kolona DB-5MS UI, 30 m × 0,25 mm, film 0,25 μm.
• Agilent 7250 GC/Q-TOF s elektronovou ionizací (EI) při 70 eV a nízkoenergetickou EI (12–15 eV).
• Helium jako nosný plyn, konstantní tok 1,2 ml/min.
• Software MassHunter Qualitative (B.08), Quantitative (B.09) a Unknowns Analysis pro netargetovaný screening.

Hlavní výsledky a diskuse

Cílená kvantifikace více než 30 PAH a hydroxy-PAH ukázala lineární odezvu až do 2000 ng/ml s průměrnou přesností hmotnosti pod 1 ppm. Mez detekce pro plasmové a močové matice se pohybovaly v rozmezí 0,1–1 ng/ml. Netargetovaná analýza odhalila další xenobiotika, např. benzophenon, cotinin, octocrylene či farmaka jako escitalopram, potvrzené přesnou hmotností a retenčními indexy. Nízká energie EI pomohla identifikovat molekulové ionty u složitých struktur.

Výhody a praktické využití metody

Metoda kombinuje vysokou selektivitu cíleného měření s širokým netargetovaným přehledem. Umožňuje komplexní biomonitoring environmentálních karcinogenů a identifikaci neočekávaných xenobiotik v klinických a environmentálních studiích. Robustní kvantitativní výsledky podpoří epidemiologický výzkum a hodnocení rizik expozice.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky o další třídy metabolitů pomocí pokročilých datových analýz a strojového učení pro lepší netargetovaný screening. Integrace s LC-HRMS či dvourozměrnou GC může dále zvýšit rozsah detekovaných sloučenin. Vývoj miniaturizovaných přípravných postupů usnadní vysokopropustné aplikace.

Závěr

Použití vysokorozlišujícího GC/Q-TOF umožňuje spolehlivou a citlivou analýzu PAH a jejich metabolitů v biologických matricích, přičemž poskytuje i netargetovaný přehled o dalších xenobiotikách. Metoda je vhodná pro klinický výzkum, toxikologii a environmentální monitoring.

Reference

• Strickland MK, Kang D, Sithisarankul P. Environ Health Perspect. 1996;104(Suppl 5):927–932.
• Gupta P a kol. J Anal Toxicol. 2015;39(5).
• Benowitz NL. Epidemiol Rev. 1996;18(2):188–204.