Screening analysis for drugs of abuse by LC-MS/MS enables fast polarity switching MRM triggered product ion scanning on the fly

Význam tématu

Rychlá a spolehlivá detekce drog zneužívaných osobou je klíčová v soudní toxikologii, forenzní praxi i klinických aplikacích. S rostoucí komplexitou vzorků a rozmanitostí látek vyžadují laboratoře univerzální, citlivé a efektivní screeningové metody, jež umožní jak rychlou kvantifikaci, tak potvrzení identity neznámých sloučenin.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované studie bylo zavedení a validace vysokorychlostního LC-MS/MS postupu s rychlým přepínáním polarity a metodou MRM vyvolávající on-the-fly produktové iontové skenování. Metoda měla simultánně zajišťovat screening, kvantifikaci a potvrzení identity až několika stovek látek z databáze běžně zneužívaných drog v Japonsku.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly analyzovány na UHPLC Nexera spojeném s triple-kvadrupólem LCMS-8030 (Shimadzu). Separace probíhala na kolonce Shim-pack FC-ODS (2,0×150 mm, 3 µm) se gradientem 10 mmol/l ammonium formiátu a methanolu při 0,3 ml/min a teplotě 40 °C.
Rychlé přepínání polarity (15 ms) a vysokorychlostní acquisition (15 000 u/s) umožnilo během jednoho běhu získat jak MRM chromatogramy, tak plné produktové spektrum zvolených iontů. Ksynchronizaci činností MRM a produktového skenování se využilo funkce Synchronized Survey Scan®. Interní standard (Diazepam-d5) byl použit pro kvantifikaci vybraných 111 sloučenin.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala schopnost detekovat a přiřadit analytické signály derivované z amfetaminu, kokainu, benzodiazepinů či psychotropních látek s vysokými skóre shody v MS/MS databázi. Rychlost datové akvizice umožnila zachytit produktová spektra v obou polárních režimech bez ztráty citlivosti.
Jednoduchá kvantitativní validace vybraných 12 sloučenin ve vzorcích lidské krve po SPE prokázala liniaritu a reprodukovatelné výsledky od 0,05 do 5 ng/µl s použitím interního standardu.

Přínosy a praktické využití metody

• Simultánní screening a potvrzení identity desítek až stovek látek ve vysokém tempu.
• Vysoká specifita díky kombinaci MRM a produktového skenování.
• Rychlé přepínání polarity umožňuje širší pokrytí aniontových i kationtových látek.
• Zjednodušená kvantifikace s interním standardem vhodná pro forenzní a klinické laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj se může ubírat směrem k rozšíření databází o nové drogy a metabolity, automatizaci předanalytických kroků a integraci pokročilých algoritmů pro vyhodnocení spektroskopických dat. Využití umělé inteligence a strojového učení může dále zvýšit rychlost a přesnost identifikace neznámých látek.

Závěr

Popsaný LC-MS/MS postup spojuje vysokou rychlost, citlivost a specifitu, čímž poskytuje komplexní řešení pro screening, kvantifikaci a potvrzení identifikace drog zneužívaných v soudní a klinické praxi. Implementace rychlého přepínání polarity a MRM vyvolávajícího produktové skenování na jednom instrumentu umožňuje široké aplikace v toxikologii, farmaceutickém průmyslu i forenzních laboratořích.

Reference

Popisovaný postup a validace byly prezentovány na ASMS 2012 (MP24-591) a využívají metody a databázi Shimadzu LC/MS/MS Method Package for Forensic Toxicology.