Multi-target Screening of Toxicological Compounds in Blood on A Fully-automated Platform Consisting of Sample Preparation Module CLAM and LC-MS/MS

Význam tématu

Automatizace přípravy biologických vzorků pro toxikologickou analýzu zjednodušuje rutinní postupy a minimalizuje chyby při detekci širokého spektra toxických látek v krvi. Integrované platformy spojující automatizovaný modul CLAM-2000TM a LC-MS/MS systém umožňují rychlou a spolehlivou multi-target screening analýzu, což je klíčové pro forenzní medicínu, klinickou toxikologii i průmyslovou kontrolu kvality.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje plně automatizované řešení pro screening 61 toxikologických látek v lidské krvi s využitím metody Rapid Toxicology Screening (Shimadzu). Hlavními cíli byly:

• Implementace CLAM-2000 pro automatizovanou přípravu krevních vzorků.
• Optimalizace LC-MS/MS metody pro rychlou detekci a kvantifikaci 61 látek a 26 deuteriovaných interních standardů.
• Hodnocení výkonu metody včetně přesnosti, obnovitelnosti a lineárnosti.

Použitá metodika a instrumentace

• Automatizovaný modul CLAM-2000TM: dispensace 50 µL krevního vzorku, 250 µL ACN, míchání 60 s/2000 rpm, filtrace 90 s, transfer do autosampleru. Ko-injekce 5 µL vzorku + 20 µL vody ke zlepšení tvaru piků.
• Chromatografie: kolona Kinetex XB-C18 (2,1 × 100 mm, 2,6 µm), průtok 0,3 mL/min, gradient 5–95 % fáze B (10 mM amonného formiátu a 0,1 % kyseliny mravenčí v metanolu) v 26 min.
• MS/MS detekce: Shimadzu LCMS-8060, zdroj ESI (heated), interface 300 °C, DL 250 °C, heat block 400 °C, N2 nebulizační plyn 3 L/min, N2 sušící plyn 10 L/min, vzduch pro heating 10 L/min; režim Positive MRM, 2–3 přechody na láteku.
• Metoda Rapid Toxicology Screening: přednastavené parametry pro 61 cílových látek a 26 interních standardů, lineární kalibrační rozsah 4–100 ppb, IS 4 ppb.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza spikovaných krevních vzorků (10 ppb analyty, 4 ppb IS) ukázala:

• Obnovitelnost (recovery) 53 z 61 látek a 23 IS v rozsahu 70–130 %.
• Vybrané látky pod 70 % obnovitelnosti: 6-Acethyl Morphine (58 %), Carbamazepine (66,9 %), Midazolam (58,4 %) aj.
• Přesnost (RSD, n=5) <14,4 % pro analyty a <17,8 % pro interní standardy.
• Lineární regresní koeficienty R2 ≥0,99 pro všechny cílové látky.
• LabSolutions Insight s funkcí Flag ID pro automatickou kontrolu RT posuvu, poměru iontů a linearity, což zvyšuje spolehlivost výsledků.

Přínosy a praktické využití metody

Plně automatizovaná příprava a analýza přináší:

• Výrazné zkrácení doby přípravy vzorku (3–5 min na vzorek) a eliminaci manuálních chyb.
• Možnost rychlého a spolehlivého screeningu velkého množství vzorků v forenzní a klinické praxi.
• Univerzální přístup ke kvantifikaci širokého spektra psychotropních, narkotických a farmaceutických látek.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření počtu sledovaných sloučenin a automatizovaných standardů pro nové drogy a metabolity.
• Integrace pokročilých datových analýz a umělé inteligence pro prediktivní flagging a rychlejší validaci dat.
• Adaptace platformy pro jiné biologické matice (moč, sérum/plasma) a rozsáhlé dopingové testování.

Závěr

Integrovaná platforma CLAM-2000TM a LCMS-8060 spolu s metodou Rapid Toxicology Screening poskytuje rychlý, přesný a vysoce reprodukovatelný screening 61 toxikologických látek v krvi. Automatizace přípravy vzorku a pokročilá softwarová asistence významně zvyšují efektivitu a spolehlivost forenzních a klinických analýz.

Reference

1. Tiphaine Robin, Alan Barnes, Sylvain Dulaurent, Neil Loftus, Sigrid Baumgarten, Stéphane Moreau, Pierre Marquet, Souleiman El Balkhi a Franck Saint-Marcoux; Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2018, 410:5071–5083.
2. Shimadzu Method Package - Rapid Toxicology Screening (Version 2), Shimadzu Corporation.