Avoiding Cross Talk In 96-well Based Sample Preparation

Význam tématu

Ve vysoce propustných 96jamkových formátech vzorkové přípravy hrozí při přechodu k paralelnímu zpracování drobných objemů vzorků riziko "cross talk" neboli pronikání stopových množství analytů mezi sousední jamky. Takové křížové kontaminace mohou vést k falešně pozitivním výsledkům, ovlivnit klinická či forenzní rozhodnutí a snížit kvalitu laboratorní analýzy.

Cíle a přehled studie / článku

Text poskytuje komplexní přehled praktických postupů pro minimalizaci křížové kontaminace v 96jamkových extrakčních a kolekčních deskách. Klíčové oblasti zahrnují návrh desek, volbu zpracovatelských technik – vakuum vs. pozitivní tlak, postupy odpařování a míchání vzorků, stejně jako případovou studii eliminace odpařovacího cross talku u vysoce koncentrovaných urinálních vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

• Extrakční destičky ISOLUTE SLE+ a SPE, 96jamek
• Manuální a automatizované systémy Biotage: Extrahera, Pressure+96, VacMaster-96
• Plate adapter pro odpařování Biotage ACT Plate Adapter
• Odpařovač vzorků SPE Dry 96 / TurboVap 96 Dual
• LC-MS/MS systém (Shimadzu Nexera UPLC + Sciex 5500)
• Přídavky HCl v methanolu pro „solvataci“ těkavých analytů

Hlavní výsledky a diskuse

• Návrh extrakčních desek s dostatečnou délkou a hloubkou průniku Luer kontaktů do kolekčních desek výrazně snižuje pravděpodobnost aerosolového sputteringu během elučního kroku.
• Použití pozitivního tlaku místo vakua (systémy Extrahera, Pressure+96) stabilizuje tok elučních rozpouštědel a omezuje „sputtering“. Manuální vakuum (VacMaster-96) vyžaduje správné podložené podložky/spacery.
• Při odpařování je cíleně navržený ACT Plate Adapter účinným prvkem ke směrování odpařovaných plynů přímo do jamky, čímž se potlačuje únik analyzovaných látek k sousedním jamkám („hotspot carryover“).
• Optimalizace maximálních objemů elučního a odběrového roztoku pro různé desky (čtvercové i kulaté jámy) brání kapilárnímu stoupání a rozstřiku při míchání.
• U vysoce koncentrovaných volatilních analytů (metamfetamin, amfetamin >50 000 ng/ml) je kromě adapteru nutné použít před odpařováním přídavek kyseliny (0,5 % HCl v MeOH), aby se vytvořila méně těkavá solná forma látky a eliminovalo se crosstalk pod detekčním limitem.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšení spolehlivosti a reprodukovatelnosti hmotnostně spektrometrických analýz ve vysokopropustných formátech.
• Snížení počtu falešně pozitivních výsledků, což optimalizuje workflow klinických a forenzních laboratoří.
• Modulární automatizace s přizpůsobitelnými nastaveními průtoku a polohování spotů pro různé typy destiček a kolon.
• Možnost integrace stávajících metod s minimálními úpravami protokolů a chemikálií.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj adaptérů a designů desek šitých na míru pro nové formáty vzorků a menší objemy.
• Implementace inteligentních řídicích systémů v automatizovaných strojích pro prediktivní regulaci průtoku a polohy kontaktů Luer.
• Zavádění zelené chemie: ekologicky šetrné odsávací plyny a recyklace odpařených rozpouštědel.
• Možnosti miniaturizace a zpracování nanovzorků za doprovodu pokročilé detekční techniky.

Závěr

Při hromadné přípravě vzorků na 96jamkových platformách jsou kritické aspekty design extrakčních a kolekčních desek, volba mezi vakuu a pozitivním tlakem, řízené odpařování a správné míchání. Kombinace optimálních destiček, adapteru proti přenosu odpařovaných plynů, řízených objemů a cílené tvorby méně těkavých solí umožňuje minimalizovat cross talk na úroveň vyhovující přísným klinickým i forenzním standardům. Dostupné automatizované systémy navíc přinášejí robustní kontrolu parametrů a zkracují čas přípravy vzorku.

Reference

1. Marshall L. et al., The Effects of Plate Type on the Prevalence of Cross-well Contamination While Using Automated Solid Phase Extraction Instruments, Pittcon 2011.
2. Biotage, SPE Dry 96 and SPE Dry 96 Dual User Manual, part number 415970-B (2017).
3. Biotage, ISOLUTE SLE+ User Guide: Supported Liquid Extraction, part number UI304.V.3 (2016).
4. Biotage, Current Methodologies for Drugs of Abuse Urine Testing: A White Paper, part number PPS443 (2019).
5. SAMHSA, Guidelines for workplace analytes and cutoffs (2010).