Rethinking library identication in quantitative clinical toxicology – transitioning towards MRM Spectrum mode

Význam tématu

Metody hromadné spektrometrie založené na mnohonásobné selektivní reakci sledovaných iontů (MRM) představují v klinické toxikologii klíčový nástroj pro citlivou, selektivní a rychlou kvantifikaci toxikantů v biologických vzorcích. Tradiční přístupy využívají 2–3 fragmentační přechody pro identifikaci, což někdy omezuje spolehlivost detekce při složitých maticích a stopových koncentracích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentovaného výzkumu bylo přehodnotit a rozšířit schopnosti MRM způsobu tak, aby kromě kvantifikace umožnil i robustní knihovní identifikaci sloučenin. Autoři porovnali:

• Konvenční kvantifikaci s 2 MRM přechody
• MRM Spectrum mode – sledování 6–13 fragmentačních přechodů
• MRM triggered product ion spectrum – spouštěnou akvizici produktových spekter při třech energiích kolize

Použitá metodika a instrumentace

Vzorový materiál: lidská krev obohacená o panel kokainu, antipsychotik, amfetaminů a opiátů.
Extrakce: QuEChERS s interními standardy z izotopově značených sloučenin.
Chromatografie: UHPLC Nexera, kolona Restek Raptor Biphenyl (100×2,1 mm, 2,7 µm), gradient metanol/voda s 2 mM formiátu amonného, teplota 50 °C, průtok 0,3 mL/min.
Spektrometrie: LCMS-8060, ESI v zahřátém režimu, rychlost skenování 15 000 u/s, polarita přepínaná za 5 ms, doba akvizice (dwell) 2 ms, tlak CID 250 kPa.

Hlavní výsledky a diskuse

Kvantitativní křivky (5–500 µg/L) pro benzoylecgonin ukázaly téměř identické parametry (R²>0,997, přesnost 85–115 %, RSD<10 %) napříč všemi třemi režimy akvizice. MRM Spectrum mode poskytl vysokou hustotu fragmentačních dat a umožnil spolehlivou knihovní identifikaci i při nízkých koncentracích. Porovnání library match skóre pro QC vzorek (50 µg/L) ukázalo výrazné zlepšení specificity (MRM Spectrum score 99 vs. konvenční 78) bez dopadu na kvalitativní či kvantitativní výkon.

Přínosy a praktické využití metody

MRM Spectrum mode kombinuje citlivost kvantifikace s vysokou selektivitou knihovní identifikace, což přináší:

• Vysokou datovou hustotu a spolehlivost potvrzení přítomnosti target analyz
• Zrychlení workflow kontroly kvality a snížení rizika falešně pozitivních výsledků
• Zachování krátkého doby analýzy a jednoduchosti přípravy

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se, že MRM Spectrum mode bude integrován do rutinní klinické praxe a forenzní analýzy pro simultánní screening a kvantifikaci širokého spektra léků a toxikantů. Další rozvoj softwarových nástrojů pro automatickou anotaci fragmentačních spekter a strojové učení může dále zefektivnit datovou analýzu a reporting.

Závěr

Studie prokazuje, že rozšířená MRM metodologie (MRM Spectrum mode) nabízí významné zlepšení identifikace bez kompromisů v kvantifikaci. Tím se otevírá cesta k robustnějším a spolehlivějším diagnostickým protokolům v klinické toxikologii.

Reference

• Loftus N., Barnes A., Robin T., Marquet P., Dulaurent S., Saint-Marcoux F. Rethinking library identification in quantitative clinical toxicology – transitioning towards MRM Spectrum mode. MSACL 2017.