Quantitation of Opiates to Low ng/mL Levels in Urine for Forensic Use Usingan Affordable, High-Resolution,Accurate-Mass Mass Spectrometer

Význam tématu

Forenzní toxikologie vyžaduje spolehlivé, citlivé a ekonomické metody pro kvantifikaci opiátů v moči v rozsahu ng/mL, které umožňují potvrzení užití drog a dodržení legislativních limitů.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo otestovat výkonnost hmotnostního spektrometru Q Exactive Focus (hybrid kvadrupól–Orbitrap) pro kvantitativní stanovení šesti opiátů v lidské moči na úrovni nízkých ng/mL za účelem použití v forenzní toxikologii.

Použitá metodika

• Úprava vzorku: enzymatická hydrolýza moči ß-glukuronidázou, přidání stabilně značených interních standardů, centrifugace a ředění.
• Kapalinová chromatografie: Dionex UltiMate 3000 RSLC se systémem OAS, kolona Accucore PFP (50 × 2,1 mm, 2,6 µm), gradient 0–70 % fáze B (metanol s 0,1 % kyseliny mravenčí) za 3,3 min, celkový běh 5,3 min.
• Hmotnostní spektrometrie: Q Exactive Focus s Ion Max zdrojem a HESI-II sprayerem, režim PRM, izolační šířka 3,0 m/z, rozlišení Orbitrapu 35 000.
• Analýza dat: software TraceFinder, extrakce chromatogramů dvou fragmentačních iontů, toleranční okno 5 ppm pro kvantifikaci a potvrzení.

Použitá instrumentace

• HPLC: Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000 RSLC
• Autosampler: UltiMate 3000 OAS
• Sloupce: Accucore PFP 50 × 2,1 mm, 2,6 µm
• MS: Thermo Scientific Q Exactive Focus
• Zdroj: Ion Max s HESI-II sprayerem
• Software: Thermo Scientific TraceFinder

Hlavní výsledky a diskuse

• Meze kvantifikace (LOQ): codein, oxykodon, oxymorfon 2,5 ng/mL; morfin, hydrokodon, hydromorfon 5 ng/mL.
• Mezi- a intra-asay přesnost a bias v rozmezí ±20 % a RSD do 8 % pro QC hladiny od 5 do 1000 ng/mL.
• Matrixové efekty omezené: průměrné zotavení interních standardů z donorské moči 69–81 %.
• Kalibrační křivky lineární v rozsahu 1–5000 ng/mL s odchylkami do 10 %.
• Potvrzení v reálných vzorcích: vyhovující iontové poměry a dostatečná citlivost pro sledované koncentrace.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlý analytický běh (5,3 min), vysokou citlivost a možnost jednoho přístroje pro screening i kvantifikaci vybraných opiátů v rámci forenzních laboratoří.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření panelu sledovaných látek na nové drogy zneužití.
• Automatizace přípravy vzorků a integrace online vzorkovačů.
• Nasazení strojového učení pro optimalizaci kvality dat a rychlejší interpretaci výsledků.
• Implementace do sítí forenzních laboratoří pro standardizované protokoly.

Závěr

Q Exactive Focus prokázal spolehlivou a citlivou kvantifikaci šesti opiátů v lidské moči na úrovni nízkých ng/mL. Metoda umožňuje forenzním laboratořím konsolidaci screeningových a kvantitativních analýz do jedné platformy s vynikajícím poměrem cena/výkon.

Reference

• Kozak M.; Van Natta K. Thermo Fisher Scientific Application Note 616: Forensic Screening for Drugs in Urine Using High-Resolution MS/MS Spectra and Simplified High-Performance Screening Software, 2014.