Toxicology Drug Screening in Blood by CE-MSn - a Feasibility Study

Význam tématu

Capilární elektroforéza spojená s vícestupňovou hmotnostní spektrometrií (CE-MSn) představuje inovativní přístup pro forenzní a klinickou toxikologii. Kombinace vysokorozlišovací separace a selektivní detekce umožňuje rychlý screening a spolehlivou identifikaci drog v krevních vzorcích bez nutnosti rozsáhlé derivatizace.

Cíle a přehled studie / článku

• Ověřit citlivost metody CE-MSn na Agilent LC/MSD Trap pro detekci drog v celém krevním vzorku při koncentracích pod 20 ng/ml.
• Demonstrace možnosti provést screening a identifikaci drog ve stejném přístrojovém běhu.
• Aplikace metody na modelové vzorky prasčí krve a reálné toxikologické případy.

Použitá metodika a instrumentace

• Kapilární elektroforéza (CZE) s 50 µm kapilárou, pH 2,38 fosfátový pufr 100 mmol/l, 20 kV, doba běhu 25 min.
• Detekce: Agilent G1603A CE-MS adapter, sprayer G1607A, ESI v pozitivním režimu, Auto MS3 na LC/MSD Trap XCT.
• Podmínky MS: m/z 50–500, sušící plyn 7 l/min při 130 °C, inkluze prekurzorů nebo automatický výběr MSn při prahu 2 500.
• Extrahční postup: alkalická extrakce pomocí 1-chlorbutanu, centrifugace, odpaření, rehydratace v fosfátovém pufru.

Hlavní výsledky a diskuse

• Modelový vzorek prasčí krve se 17 drogami (20 ng/ml) prokázal citlivost pro detekci i identifikaci bez významných maticových interferencí.
• Případ 1: AMF, MAMF a kokain identifikovány v jediném profilu; MS3 data umožnila verifikaci i při částečné koeluci.
• Případ 2: MDA a MDMA rozlišeny až v MS2 a MS3; automatický práh byl upraven pro potlačení rušivých fragmentů.
• Případ 3: detekce chininu, kokainu, cocaetylinu, metabolitů bupropionu a dalších látek; některé složky vyžadují manuální dohled nebo specifický seznam prekurzorů.

Přínosy a praktické využití metody

• Integrované screeningové a identifikační běhy zkracují dobu analýzy.
• Citlivost pod 20 ng/ml je konkurenceschopná GC/MS metodám bez nutnosti derivatizace.
• AutoMSn zvyšuje automatizaci a propustnost laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Detailní validace a optimalizace separace isomerů a metabolitů.
• Rozšíření aplikace na další biologické matrice jako moč a slina.
• Vytváření cílených knihoven spekter a využití seznamů prekurzorů (Include List).
• Integrace s pokročilou datovou analýzou a AI pro rychlé vyhodnocení výsledků.

Závěr

Předběžné výsledky prokázaly, že CE-MSn na Agilent LC/MSD Trap je vhodná pro forenzní screening a identifikaci drog v krevních vzorcích. Metoda nabízí dostatečnou citlivost, selektivitu a možnost automatizace, přičemž další validace a optimalizace zajistí její široké nasazení.

Reference

1. Hudson J. C., Golin M., Malcolm M., Whiting C. F., Can. Soc. Forens. Sci. J. 31 (1998) 1–29.
2. Phan D. T., Harrsch P. B., Agilent Technologies, publ. 5968-9221E.
3. Knisley D., Hetherington M., McKay G., Pharmalytics Inc., Agilent Technologies, publ. 5989-2910EN.
4. Compendium of Pharmaceuticals and Specialties, 35th ed., Canadian Pharmacists Association, Ottawa 2000.