Screening and semi-quantification of fentanyls in human urine using high-resolution Orbitrap mass spectrometry for clinical research or forensic toxicology

Význam tématu

Fentanyly a jejich analoga jsou vysoce potentní opioidy využívané v medicíně i zneužívané nelegálně. Jejich rychlá a spolehlivá detekce v biologických vzorcích, zejména v moči, je klíčová pro klinický výzkum i forenzní toxikologii. Díky vysoké síle účinku a vzrůstajícímu výskytu nových derivátů jsou metody založené na vysokém rozlišení hmotnostní spektrometrie stále důležitější.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a validovat rychlou analytickou metodu pro screening a semi-kvantifikaci čtrnácti různých fentanylových analogů v lidské moči. Metoda využívá vysoce výkonnou kapalinovou chromatografii spojenou s Orbitrap hmotnostní spektrometrií (Q Exactive Focus) a minimalizuje off-line přípravu vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky moči byly po odstředění ředěny vodou s vnitřními standardy a přímo injektovány do LC systému. Chromatografie probíhala na ultratenké UPLC kolonce Waters Acquity BEH 2.1 × 100 mm (1,7 μm) při 40 °C s gradientem vody s 0,1 % NH4OH a methanolu. Detekce byla provedena na Orbitrapu s HESI zdrojem v režimu full scan–data dependent MS/MS (dd-MS2).

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Q Exactive Focus hybridní kvadrupól–Orbitrap hmotnostní spektrometr
• Thermo Scientific UltiMate 3000 RSLC kapalinový chromatograf
• Waters Acquity UPLC BEH kolonka 2.1 × 100 mm, 1,7 μm
• HESI ionizační zdroj (něhřející electrospray ionizace)
• Thermo Scientific TraceFinder 4.1 pro akvizici a zpracování dat

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala přesnost v rozmezí 80,9–114,5 % a mezi-sériovou preciznost s CV pod 13,4 % na hladinách LLOQ. Matrice moči způsobila mírné matriční efekty s maximální odchylkou do 30 % a CV pod 20 %. Linearity odpovědi byly ověřeny v rozsazích 0,5–10 ng/mL a 50–100 ng/mL s R2 > 0,99. Všechny analyty byly spolehlivě identifikovány při 0,5–5 ng/mL na základě přesné hmotnosti (±5 ppm), retence a shody MS/MS spektr s knihovnou mzVault.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlý screening a semi-kvantitativní stanovení čtrnácti fentanylových analogů s minimální přípravou vzorku. Přímá injekce ředěné moči výrazně zkracuje čas analýzy a je vhodná pro vysokoprůtokové laboratoře v klinické či forenzní praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalším krokem je rozšíření panelu o nové syntetické opioidy (NPS), implementace automatizované přípravy vzorků a online screeningové strategie. Využití rozsáhlých HRMS spektrálních knihoven a podezřelé screeningové přístupy (suspect screening) posílí detekci neznámých derivátů.

Závěr

Popsaná metoda splňuje požadavky na rychlý, citlivý a spolehlivý screening fentanylů v lidské moči. Pro potvrzení nálezů a eliminaci laboratorních chyb se doporučuje následné ověření na ortogonálních analytických platformách.

Reference

Olin M., Zheng Y. Screening and semi-quantification of fentanyls in human urine using high-resolution Orbitrap mass spectrometry for clinical research or forensic toxicology. Technical Note 73391, Thermo Fisher Scientific, 2020.