Quantitation of drugs of abuse and their metabolites in urine using PaperSpray tandem mass spectrometry for clinical research and forensic toxicology

Význam tématu

Detekce a kvantifikace drog zneužívaných a jejich metabolitů v moči je klíčová v klinické i forenzní toxikologii. Moč je preferovanou matrice pro svou jednoduchou odběr, relativně vysoké koncentrace analyzovaných látek a vhodnost pro screening většího počtu vzorků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a validovat jednorázovou kvantitativní metodu pro 41 látek (drog zneužívaných a jejich metabolitů) v lidské moči, která nepotřebuje předúpravu vzorku ani chromatografickou separaci. Metoda byla navržena pro použití v klinickém výzkumu i forenzní toxikologii s dodržením stanovených cutoff hodnot.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky: 8 μl lidské moči obohacené o standardy aplikované na papírový proužek systému VeriSpray, sušení 30 minut při pokojové teplotě.
• Ionizace: PaperSpray s automatickou zásobníkovou jednotkou VeriSpray pro až 240 analýz bez manuální manipulace.
• Rozpouštědla: acetonitril/voda (90/10) s 0,1 % kyseliny octové aplikovaná v opakovaných dávkách 10 μl pro extrakci a ionizaci.
• Spektrometrie: TSQ Fortis triple-kvadruple ve SRM režimu, Q1 a Q3 rozlišení 0,7 Da, cyklus 1,2 s, napětí 3,8 kV, teplota iontového přenosového tubusu 300 °C.
• Software: TraceFinder 4.1 SP5 s regresní analýzou 1/× vážením pro automatizovanou kvantifikaci.

Hlavní výsledky a diskuse

Křivky kalibrace pro všech 41 látek vykázaly koeficient lineární regrese R2 > 0,98. Dolní meze kvantifikace (LLOQ) se pohybovaly na úrovni nebo pod stanovenými cutoff hodnotami (1–75 ng/ml), přičemž splnily kritéria přesnosti (%Bias ≤ ±20 %) a opakovatelnosti (%CV ≤ 15 %) podle SWGTOX. Celkový čas analýzy jednoho vzorku, zahrnující extrakci (~1,1 min) a MS měření (1,2 min), činí přibližně 2,3 minuty.

Přínosy a praktické využití metody

• Odstranění chromatografické separace a náročné předúpravy snižuje časový i finanční náklad na analýzu.
• Vysoký průtok vzorků (>25 vzorků za hodinu) zvyšuje kapacitu laboratoře a zkracuje dobu odezvy.
• Metoda splňuje klinické a forenzní požadavky na citlivost, specifitu a spolehlivost, včetně validace podle SWGTOX.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření portfolia analyzovaných látek o nové psychoaktivní sloučeniny a doplňkové biomarkery.
• Integrace s plně automatizovanými systémovými linkami pro kontinuální nepřetržitý provoz.
• Vývoj přenosných PaperSpray přístrojů pro okamžitý screening v terénu nebo urgentní medicíně.

Závěr

PaperSpray MS/MS na platformě TSQ Fortis s ionizátorem VeriSpray reprezentuje robustní, rychlou a validovanou metodu pro simultánní kvantifikaci 41 drog a jejich metabolitů v moči. Metoda výrazně zvyšuje efektivitu práce laboratoří a plní požadavky na citlivost a spolehlivost v klinické i forenzní toxikologii.

Reference

• Liu J. et al. Development, characterization, and application of paper spray ionization. Analytical Chemistry 2010, 82(6):2463–2471.
• SWGTOX. Scientific Working Group for Forensic Toxicology standard practices for method validation in forensic toxicology. Journal of Analytical Toxicology 2013, 37:452–474.