Forensic Toxicology Screening Using the ACQUITY UPLC I-Class System with the Xevo TQD

Význam tématu

Kriminalistické toxikologické laboratoře vyžadují robustní screeningové metody umožňující detekci širokého spektra toxikantů v komplexních biologických matricích. Rychlé a citlivé chromatograficko-hmotnostní techniky jsou klíčové pro spolehlivé rozpoznání drog a jejich metabolitů v ante- i postmortem vzorcích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie bylo ověřit přenositelnost dvou zavedených metod forenzního toxikologického screeningu (MRM a full scan MS) na modernizovanou platformu ACQUITY UPLC I-Class a Xevo TQD. Studie hodnotila chromatografickou stabilitu, citlivost analýzy a kompatibilitu se stávajícími spektrálními knihovnami.

Použitá metodika a instrumentace

Experimenty zahrnovaly extrakci autentických vzorků moči metodou liquid-liquid extraction a následnou analýzu dvěma přístupy:

• Targeted MRM screening pro panel 178 klíčových látek s 30 časovými okny pro optimalizaci sběru dat.
• Full scan MS screening s gradientní chromatografií a spektrální knihovnou obsahující >950 toxikologicky relevantních látek.

Chromatografie probíhala na kolóně ACQUITY UPLC HSS C18 (2.1×150 mm, 1.8 µm) při teplotě 50 °C s mobilními fázemi obsahujícími 5 mM ammonium formát (pH 3.0) a 0,1 % formic acid v acetonitrilu. MS detekce byla realizována v pozitivním ESI režimu (plný scan i MRM), s variabilním kuželovým napětím a kolizní energií.

Použitá instrumentace

• ACQUITY UPLC I-Class System s Flow-Through Needle (FTN) a Active Pre-Heater (APH)
• Xevo TQD hmotnostní spektrometr s režimy RADAR a PICs
• ACQUITY UPLC HSS C18 kolóna
• Waters Total Recovery Vials
• Software MassLynx s aplikacemi TargetLynx a ChromaLynx

Hlavní výsledky a diskuse

Obě metody vykázaly vysokou přenositelnost: retence analytů se odchylovaly maximálně o 0,3 minuty a původní MRM časová okna zůstala vhodná. Full scan MS potvrdil kompatibilitu se stávající spektrální knihovnou – průměrné shody fragmentů dosahovaly vysokých hodnot. Citlivost na novém systému mírně stoupla, což se projevilo vyššími plošnými odpověďmi. Režim RADAR umožnil detekci dalších analytů (desmethylované metabolity, xylometazolin) mimo cílový panel. PICs scanování pak zpřesnilo rozlišení izomerních látek (hydromorphone vs. morphine) díky detailnímu vzorci fragmentace.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost komplexního screeningu klíčových i netargetovaných látek v jediné analýze.
• Rychlá adaptace metodiky na nové přístroje s minimem validačních úprav.
• Jednoduché rozšiřování spektrálních knihoven pro retrospektivní analýzu.
• Vylepšená citlivost a spolehlivost díky snížené disperzi a nízkému carry-over.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj pokročilých softwarových nástrojů pro automatizovanou analýzu full scan dat a jejich propojení s umělou inteligencí. Rozšíření databází o nové drogy a metabolity a širší implementace RADAR a PICs režimů přispěje k lepší identifikaci neznámých látek.

Závěr

Přenos forenzních screeningových metod na platformu ACQUITY UPLC I-Class s Xevo TQD byl úspěšný. Kombinace vysoké citlivosti, flexibility databází a pokročilých režimů sběru dat poskytuje laboratořím robustní a spolehlivé řešení pro detekci toxikantů v biologických vzorcích.

Reference

1. Roberts M, Lee R, Wood M. Targeted MRM Screening for Toxicants in Biological Samples by UPLC/MS/MS. Waters Application Note 720002749EN.
2. Lee R, Roberts M, Paccou A, Wood M. Development of a New UPLC/MS Method for Systematic Toxicological Analysis. Waters Application Note 72002905EN.
3. Humbert L, Grisel F, Richeval C, Lhermitte M. Screening of Xenobiotics by Ultra-Performance Liquid Chromatography–Mass Spectrometry Using In-Source Fragmentation at Increasing Cone Voltages: Library Constitution and an Evaluation of Spectral Stability. Journal of Analytical Toxicology. 2010;34.
4. Rosano TG, Wood M, Swift TA. Postmortem Drug Screening by Non-Targeted and Targeted UltraPerformance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Technology. Journal of Analytical Toxicology. 2011;35.