Targeted screening with Library Searching of drugs of abuse by MTS measuring cocaine and related stimulants, amphetamines, opioids & benzodiazepines

Význam tématu

Rostoucí užívání nelegálních i legálních rekreačních drog klade na forenzní a toxikologické laboratoře vysoké nároky na citlivost, specifičnost a rychlost vyšetřovacích metod. Kombinace cílené kvantifikace a nespřaženého library searching umožňuje spolehlivou identifikaci velkého spektra cílových látek, minimalizuje falešné pozitivní i negativní nálezy a zefektivňuje rutinní provoz v klinických a forenzních laboratořích.

Cíle a přehled studie

Vyvinout univerzální multi-residuální metodu pro současné stanovení až 90 látek z oblasti zneužívaných drog (benzodiazepiny, kokain a příbuzné stimulanty, amfetaminy, opioidy, antipsychotika) s pomocí Shimadzu Multi-Targeted Screening (MTS). Metoda kombinuje dvě MRM tranzice na sloučeninu s prahově spouštěným produk­tovým iontovým scanem při třech energiích, jehož výsledkem je sloučené spektrum pro automatizované library searching.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: 100 µL lidské krve od pacientů (předávkování, DUID, psychiatrie) extrahované podle protokolu QuEChERS (acetonitril, MgSO4/NaCl/NaOAc).
Chromatografie: UHPLC Nexera™ LC se sloupcem Raptor Biphenyl (2,7 µm, 100×2,1 mm), teplota 40 °C, gradient 5–100 % methanol s 2 mmol/L amonného formiátu a 0,002 % kyseliny formiové, 0,3 mL/min.
Hmotnostní spektrometrie: Shimadzu LCMS-8060 v režimu ESI ±, MRM režim s prahovou intenzitou 10 000 counts, následné produktové iontové scany při CE 10, 35 a 55 V, automatické slučování spekter pro library searching. Pro validaci srovnání s konvenčním kvantitativním 2 MRM režimem na LCMS-8050.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační rozmezí 5–2000 µg/L (benzodiazepiny) a 5–500 µg/L (ostatní drogy) vykazovalo linearitu R² > 0,99. Library hit skóre většinou > 70, retenční časy variovaly v toleranci ±0,1 min. V regresní analýze 24 reálných krevních vzorků (54 bodů) pro výsledky MTS vs. 2 MRM byla dosažena shoda (sklon = 0,9996, R² = 0,9987). Metoda prokázala vysokou specifitu při rozlišení izobarických látek (morfin vs. hydromorfon) a odolnost vůči odchylkám iontových poměrů.

Přínosy a praktické využití metody

• Jedna komplexní analýza pro čtyři panely drog šetří čas i náklady.
• Nastavení prahového spuštění produktových iontových scanů zvyšuje jistotu identifikace bez ztráty kvantitativní přesnosti.
• Redukce falešných pozitivních i negativních hlášení díky library matching.
• Možnost review-by-exception v softwaru LabSolutions Insight urychluje vyhodnocení.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření targetního seznamu o nové syntetické drogy a konopné kanabinoidy.
• Adaptace postupu na jiné biologické matrice (moč, vlasy, tkáně).
• Implementace výpočetních nástrojů pro automatizovanou interpretaci víceúrovňových spektroskopických dat.
• Využití MTS v prostředí vysokoprůchodové screeningové analýzy a forenzní rozbory.

Závěr

Popsaná metoda MRM triggerovaného produktového iontového scanu spojeného s automatizovanou library searching představuje univerzální, citlivý a vysoce specifický postup pro rutinní toxikologické a forenzní analýzy. Kombinace QuEChERS extrakce, jediné LC analýzy a MTS přístupu zajišťuje spolehlivou identifikaci a přesnou kvantifikaci v širokém spektru cílových látek při vysoké efektivitě práce.

Reference

• Sauvage FL, Gaulier JM, Lachâtre G, Marquet P. Pitfalls and Prevention Strategies for LC–MS/MS in Selected Reaction–Monitoring Mode for Drug Analysis. Clinical Chemistry. 2008;54(9):1519–1527.
• Poncelet L, El Balkhi S, Dulaurent S, Saint-Marcoux F. QuEChERS sample preparation prior to LC–MS/MS determination of benzodiazepines. Toxicologie Analytique et Clinique. 2016;28(3):201–210.
• Dulaurent S, El Balkhi S, Poncelet L, Gaulier JM, Marquet P, Saint-Marcoux F. QuEChERS sample preparation prior to LC–MS/MS determination of opiates, amphetamines, and cocaine metabolites in whole blood. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2016;408(5):1467–1474.
• Marquet P, Venisse M, Lacassie É, Lachâtre G. In-source ID mass spectral libraries for “general unknown” screening of drugs and toxicants. Analusis. 2000;28:925–934.