Drugs of Abuse Screening and Quantification Directly from Urine Using Paper Spray Technology for Clinical Research

Význam tématu

Rychlé a spolehlivé sledování přítomnosti drog v biologických vzorcích je klíčové pro klinický výzkum, forenzní analýzu i monitorování pacientů. Tradiční LC/MS metody často vyžadují složitou přípravu vzorku a delší doby analýzy. Paper spray technologie nabízí ambientní ionizaci přímo z vysušených vzorků moči, což umožňuje výrazné zrychlení a automatizaci celého procesu.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřila na vyvinutí a validaci vysoce propustné metody pro screening 19 látek zneužívaných jako drogy přímo z vysušených kapek moči na papíru a kvantifikaci kokainu a jeho metabolitu benzoylecgoninu. Záměrem bylo demonstrovat lineární, přesné a reprodukovatelné výsledky při minimální přípravě vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: humaní moč s přidanými standardy 19 látek (opiáty, amfetaminy, kokain, PCP) a jejich koncentrace kolem stanovených cut-off hodnot.
Popis metody:

• Vzorek (8 μl) nanesen na trojúhelníkový papír v zásobníku VeriSpray.
• Rewet solvent (90 % acetonitril, 10 % voda, 0,01 % kyselina octová) extrahuje analyty.
• Na papír je aplikován vysoký napěťový potenciál (3,8 kV) a vzniklá mlha je přesměrována do TSQ Quantis MS.
• Data akvizice: 1 minuta na vzorek, cyklus 1–1,5 s, tlak kolizního plynu 2 mTorr, teplota kapiláry 325 °C.

Instrumentace:

• VeriSpray ion source a automatický plate loader (24 papírových proužků na plate).
• Thermo Scientific TSQ Quantis hmotnostní spektrometr.
• Softwarová podpora Xcalibur a TraceFinder 4.1 pro řízení systému a analýzu dat.

Hlavní výsledky a diskuse

- Screening: všechny sledované látky splnily kritérium minimálního AUC 4× nad blankem (S/N >4), přičemž některé dosáhly S/N >500.
- Kalibrační křivky kokainu a benzoylecgoninu byly lineární v rozsahu 5–1 000 ng/ml, LOQ stanoveno na 5 ng/ml.
- Precision (RSD) a accuracy (% odchylka) v rámci ±15 % při úrovních 5–1 000 ng/ml.
- Rychlost: výrazně širší časové okno pro acq. v porovnání s LC/MS, všechny látky detekovány simultánně.

Přínosy a praktické využití metody

Paper spray v kombinaci s VeriSpray přináší:

• Minimální přípravu vzorku a spotřební materiál.
• Analýzu do 2 minut pro 24 vzorků bez zásahu operátora.
• Vysokou propustnost a snadnou integraci do workflow klinických laboratoří.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metoda lze dále rozšířit o nové anality včetně terapeutických léků a biomarkerů. Perspektivní je miniaturizace, migrace k přenosným zařízením pro point-of-care testing, automatizované vyhodnocení pomocí strojového učení a využití v dopingové kontrole či toxikologii.

Závěr

Studie prokázala, že Paper spray s VeriSpray ion source efektivně a rychle screenuje 19 drog přímo z vysušených kapek moči a že kvantifikace kokainu s benzoylecgoninem splňuje požadavky na přesnost a citlivost. Metoda se jeví jako spolehlivá alternativa či doplněk k tradičním LC/MS protokolům.

Reference

Shawnna Donop, Debadeep Bhattacharyya, Kerry Hassell, Cornelia L. Boeser, Neloni R. Wijeratne; Drugs of Abuse Screening and Quantification Directly from Urine Using Paper Spray Technology for Clinical Research; Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA; Poster #20i, 2019.