Analysis of Doping and Forensic Drugs in Urine Using High-Resolution GC/Q-TOF

Význam tématu

Dopingová kontrola a forenzní toxikologie vyžadují vysokou citlivost, široký dynamický rozsah a možnost retrospektivní analýzy komplexních biologických vzorků. Integrace screeningu a kvantifikace v rámci jednoho měření zvyšuje efektivitu laboratorních postupů a rozšiřuje analytické možnosti při detekci zakázaných a toxických látek v moči.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo otestovat výkonnost vysokorozlišovacího GC/Q-TOF přístroje Agilent 7250 vybaveného nízkoenergetickým EI zdrojem pro cílenou kvantifikaci na úrovních MRPL a souběžný screening neznámých látek. Experiment se skládal ze dvou fází: první fáze zahrnovala analýzu dvou vzorků moči dopovaných steroidy na úrovni WADA MRPL, druhá fáze prověřila 28 analytů různých tříd (anabolické steroidy, stimulancia, sedativa, diuretika) ve vzorcích od šesti osob.

Použitá instrumentace

Analýza proběhla na systému Agilent 7890B GC spojeném s vysokorozlišovacím 7250 GC/Q-TOF vybaveným EI zdrojem fungujícím při 70 eV a nízkých energiích 15–17 eV. Použitá kolona byla HP-1MS (12 m × 0,25 mm × 0,25 µm), objem injekce 1 µl ve splitless režimu. Rozvrh teplotního programu pece vedl od 110 °C až do 320 °C, přenosové vedení bylo vyhřáto na 310 °C a nosným plynem bylo helium při 1 ml/min. Spektrální akvizice probíhala v rozsahu m/z 50–650 při rychlosti 3–5 Hz. K vyhodnocení sloužil software MassHunter Quantitative i Qualitative Analysis a vlastní PCDL knihovna.

Hlavní výsledky a diskuse

Masová přesnost charakteristických iontů v roztoku i v moči při úrovních MRPL byla v drtivé většině případů ≤ 1 ppm. Snížení energie elektronů pro některé steroidy zvýšilo relativní intenzitu molekulárního iontu a zlepšilo identifikaci při nízkých koncentracích. Kvantitativní analýza ukázala %RSD pod 20 % pro většinu látek na MRPL a linearitu s R2 > 0,99 pro 22 sloučenin, přičemž kalibrace pokrývala rozsah 1–500 ng/ml. Necílený přístup pomocí funkce Unknowns Analysis umožnil detekci více než 20 dalších látek, mezi nimi lidokain, bambuterol, famprofazon či klobenzorex.

Přínosy a praktické využití metody

• Kombinace vysoké citlivosti a širokého dynamického rozsahu v jediném běhu
• Možnost retrospektivní analýzy uložených dat a doplnění screeningu o nové cíle
• Efektivní detekce cílených i necílených látek v komplexních biologických matricech
• Snížení potřeby použití separátních přístrojů pro kvantifikaci a screening

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj se může zaměřit na rozšíření a automatizaci databází sloučenin, zefektivnění přípravy vzorků a kombinaci s jinými ionizačními technikami. Metoda je perspektivní nejen v oblasti sportovní a forenzní toxikologie, ale také pro detekci lékových interakcí, biomarkerů či environmentálních kontaminantů.

Závěr

Vysokorozlišovací GC/Q-TOF s nízkoenergetickým EI zdrojem prokázal robustnost a univerzálnost pro kvantitativní i necílený screening dopingových a forenzních látek v moči. Vynikající masová přesnost, přijatelná variabilita a široký detekční rozsah ho předurčují jako efektivní nástroj pro moderní toxikologická a antidopingová pracoviště.

Reference

1. Van Gansbeke W, Polet M, Hooghe F, Devos C, Van Eenoo P. Improved sensitivity by use of gas chromatography-positive chemical ionization triple quadrupole mass spectrometry for the analysis of drug related substances. Journal of Chromatography B. 2015;1001:221–240.
2. WADA. TDMRPL2018: Minimum Required Performance Levels for detection and identification of non-threshold substances. 2018.