Targeted MRM Screening for Forensic Toxicology in Negative Electrospray Ionization Mode Using the Xevo TQD or Xevo TQ-S micro

Význam tématu

Forenzní toxikologie vyžaduje citlivé a robustní metody pro screening toxikologicky relevantních látek v komplexních biologických vzorcích. Negativní elektrosprejová ionizace (ESI-) je klíčová pro detekci barbiturátů, diuretik a některých NSAID, které v pozitivním režimu mají omezenou detekovatelnost. Spojení UPLC s tandemovou hmotnostní spektrometrií (MS/MS) umožňuje selektivní analýzu při nízkých hladinách.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo adaptovat a porovnat dříve publikovanou metodu cíleného MRM screeningu v negativním ionizačním režimu pro dvě platformy Waters: Xevo TQD a Xevo TQ-S micro. Studie zahrnovala:

• Optimalizaci chromatografických podmínek pro 53 negativně ionizujících látek.
• Vyhodnocení výkonnosti metodiky na referenčních a kontrolních moči.
• Srovnání citlivosti a spolehlivosti obou MS/MS systémů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky
Spiked moče při koncentraci 200 ng/mL (WADA MRPL) připravené z komerčních kontrol a referenčních vzorků.

Příprava vzorku

• Naředění moče 1:1 s 4 % fosforečnou kyselinou.
• Očištění Oasis PRiME HLB µElution destičkou.
• Eluce acetonitrilem/methanolem (90/10), vysušení N2, rekonstituce v 0,001 % kyselině mravenčí s 10 % acetonitrilem.

Použitá instrumentace

• LC systém: ACQUITY UPLC I-Class s FTN injektorem.
• Kolona: ACQUITY UPLC HSS C18 1,8 µm, 2,1 × 150 mm, 50 °C.
• Mobilní fáze: A = 0,001 % HCOOH ve vodě, B = 0,001 % HCOOH v acetonitrilu, 0,4 mL/min.
• MS/MS: Xevo TQD a Xevo TQ-S micro, režim ESI-, MRM (2 přechody na analyzát), parametry přednastavené.
• Koncentrace plyn: desolvační 800 L/h, špičkovací 20 L/h, teploty 150 °C (zdroj), 400 °C (desolvační).

Hlavní výsledky a diskuse

Detekce látek

• Z 53 testovaných látek bylo detekováno 51 na obou platformách při 200 ng/mL. Amilorid a cannrenoová kyselina vyžadovaly dodatečné ředění pro splnění MRPL.
• V negativní kontrole byly zjištěny běžné metabolity salicylátu, gentisátu a naproxenu.
• Pozitivní kontrolní vzorky (Bio-Rad C2, S10, DAU HC2, DCT-25 %) potvrdily přítomnost barbiturátů a karboxy-THC na úrovni EWDTS doporučení.

Porovnání platforem
Obě MS/MS zařízení vykázala srovnatelnou citlivost, přesnost a reprodukovatelnost dat. Xevo TQ-S micro často prokázal mírně vyšší signál, ale rozdíly nebyly zásadní pro kvalitu screeningu.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlý a spolehlivý screening negativně ionizujících látek v moči.
• Široký dynamický rozsah a nízké limity detekce.
• Jednotné přednastavené parametry pro rychlé nasazení v laboratořích QA/QC a forenzní praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření aplikace na další biologické matrice (plazma, sérum), zvýšení multiplexu o nové látky, integrace automatizované přípravy vzorků a využití pokročilého softwaru s AI pro rychlejší vyhodnocení dat. Potenciál kombinace s HRMS pro rozšířené ne-cílené screenování.

Závěr

Upravená metoda UPLC-MS/MS v režimu negative ESI s cíleným MRM screeningem pro Xevo TQD a Xevo TQ-S micro prokázala vysokou spolehlivost a citlivost při detekci forenzně významných látek. Metoda je vhodná pro rutinní nasazení v toxikologických laboratořích s požadavky na nízké limity detekce a rychlý screening.

Reference

1. Roberts M, Lee R, Wood M. Targeted MRM Screening for Toxicants in Biological Samples by UPLC/MS/MS. Waters Application Note. 2009.
2. Rosano T, Wood M, Swift T. Postmortem Drug Screening by Non-Targeted and Targeted UPLC-MS. J Anal Toxicol. 2011;35:411–423.
3. Lee YW. Simultaneous Screening of 177 Drugs of Abuse Using UPLC-MS/MS in Drug-Intoxicated Patients. Clin Psychopharmacol Neurosci. 2013;11(3):158–164.
4. Lee R, Freeto S, Wakefield M, Wood M. Improved Sensitivity for Negatively Ionising Substances. Waters Application Note. 2015.
5. WADA TD2017MRPL. The World Anti-Doping Code. 2017.
6. European Workplace Drug Testing Society Guidelines. ewdts.org. 2018.