Forensic Screening for Drugs in Urine Using High-Resolution MS/MS Spectra and Simplified High-Performance Screening Software

Význam tématu

Forenzní toxikologické analýzy vyžadují schopnost spolehlivě detekovat široké spektrum látek v biologických matricích. Screening velkého počtu drog v moči je klíčový při vyšetřování zneužívání návykových látek, dopingových kontrolách a forenzních pitvách. Rychlé, citlivé a specifické metody s minimální přípravou vzorku výrazně zvyšují efektivitu práce laboratoří.

Cíle a přehled studie

Primárním cílem bylo ověřit výkonnost hmotnostního spektrometru Q Exactive Focus spojeného s LC a softwarovým nástrojem ToxFinder pro kvalitativní a polokvantitativní analýzu až 300 látek v lidské moči. Studie se zaměřila na jednoduchou přípravu „dilute-and-shoot“, krátkou dobu analýzy a využití vysokého rozlišení MS a datově řízených MS2.

Použitá metodika

• Příprava vzorku: Odstředěná močí byla přidána stabilizovaná izotopová interní standardní sloučenina tolbutamid-d9 a vzorek se 30krát zředil bez enzymatické hydrolýzy.
• Chromatografie: Gradientní eluce na sloupci Accucore PFP (100×2,1 mm, 2,6 μm) s mobilními fázemi 10 mM formiátu amonného ve vodě (A) a methanolu (B), 0,45 mL/min, 6min eluce do 100 % B, celkem 10min běh.
• Hmotnostní spektrometrie: Q Exactive Focus s Ion Max zdrojem a HESI II. Sběr dat v režimu full-scan ddMS2 při rozlišení 70 000 pro prekurzorová data a 17 500 pro MS2 se seznamem cílových sloučenin.

Použitá instrumentace

• LC systém: UltiMate 3000 RSLC s OAS autosamplerem
• Sloup: Thermo Scientific Accucore PFP 100×2,1 mm, 2,6 μm
• MS: Q Exactive Focus hybridní kvadrupól-Orbitrap
• Ionizační zdroj: Thermo Scientific Ion Max s HESI II

Hlavní výsledky a diskuse

• Detekční limity: Většina látek byla detekovatelná již při koncentracích ≤ 10 ng/mL bez izotopového filtru; s přidáním izotopového shody se LOD mírně zvýšily.
• Citlivost a specifičnost: Metoda prokázala vysokou přesnost a opakovatelnost ve vzorcích moči s nízkým pozadím a minimem falešně pozitivních signálů.
• Rychlost: Krátký analytický běh 10 minut umožňuje vysokou průchodnost až desítek vzorků denně.
• Softwarové zpracování: ToxFinder zjednodušuje vývoj metody i vyhodnocení dat prostřednictvím databází a spektrálních knihoven forenzních a environmentálních látek.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí laboratořím ekonomické řešení pro rozsáhlý screening bez nutnosti složité přípravy vzorku. Vysoké rozlišení Orbitrapu a datově řízené MS2 poskytují spolehlivou identifikaci i při nízkých koncentracích analyzovaných látek. Softwarová integrace usnadňuje export výsledků do LIMS a tvorbu přehledných reportů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření knihoven: Začlenění nových forenzních sloučenin a metabolitů pro komplexnější pokrytí současných drog zneužití.
• Automatizace: Plná integrace s robotickými systémy pro vyšší propustnost a redukci chyb při přípravě vzorku.
• Quantitative profiling: Vývoj kalibračních strategií pro přesnou kvantifikaci vybraných skupin látek.
• Multimatricové aplikace: Adaptace postupu pro krev, sliny nebo jiné biologické vzorky.

Závěr

Studie potvrdila, že kombinace Q Exactive Focus a ToxFinder představuje efektivní platformu pro forenzní screening více než 300 látek v moči. Jednoduchá příprava, rychlá analýza a robustní softwarové vyhodnocení poskytují laboratořím spolehlivý nástroj pro rutinní i specializované forenzní aplikace.

Reference

• Kozak M., Van Natta K., Thermo Fisher Scientific. Forensic Screening for Drugs in Urine. Application Note 616.