Drug Imaging on a Model Hair Sample - Toward the Observation of Drug Use History -

Význam tématu

Imaging hmotnostní spektrometrie představuje pokročilou techniku umožňující prostorové zobrazení distribuce analytů v biologických vzorcích. V případě vlasů lze touto metodou rekonstruovat historii užívání látek, protože drogy se z krve ukládají do vlasové struktury během jejího růstu. Metoda tak nachází uplatnění především v forenzní medicíně, toxikologii a klinické aplikaci k objektivnímu hodnocení expozice drogovým látkám.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat možnost využití imaging hmotnostní spektrometrie k zobrazení distribuce modelového stimulantu (methoxyfenaminu, MOP) v podélných řezech vlasu. Autoři připravili modelové vlasové vzorky s rozdílnou koncentrací MOP, optimalizovali přípravu vzorků, matrixovou aplikaci i parametry měření a následně vyhodnotili prostorové rozložení analytu v jednotlivých vrstvách vlasu.

Použitá metodika a instrumentace

• Metodika přípravy modelových vlasů
  • Vlasový materiál od dobrovolníka bez expozice lékům.
  • Namočení vlasů (2 cm segmenty) ve vodných roztocích MOP: 100 µg/mL (vzorek A), 10 µg/mL (B) a 0 µg/mL (C) při 37 °C po dobu 24 h.
  • Promytí vzorků podle metodiky „7-2-4 Testing Using Hair Samples“ (2006).
  • Příprava podélných řezů do poloviny průměru vlasu pomocí mikrotomu na lepicí pásce.
  • Aplikace matricového činidla CHCA sublimací v iMLayer; v alternativním dvoustupňovém postupu následné postřikové nanesení matrice.
• Instrumentace
  • MALDI-imaging spektrometr iMScope TRIO (Shimadzu) s možností laserového průměru 5–50 µm.
  • Matrice CHCA (α-cyano-4-hydroxycinnamová kyselina).
  • LC-MS/MS pro kvantitativní evaluaci extrahovaného MOP.

Hlavní výsledky a diskuse

Obrázky distribuce MOP získané při rozlišení laseru 50 µm prokázaly přítomnost signálu pouze v oblasti vlasu, bez pozadí v okolním materiálu. Při rozlišení 10 µm bylo možné rozeznat preferenční lokalizaci drogy ve vnějších vrstvách vlasu (cuticula) a nižší koncentraci ve středních oblastech. Použití dvoustupňového nanesení matrice vedlo k 3–6× vyšší intenzitě signálu a výraznějším kontrastům distribuce.

Přínosy a praktické využití metody

Vysoké prostorové rozlišení imaging hmotnostní spektrometrie umožňuje zpřesnit mapování časové linie expozice drogam ve vlasech, což je klíčové pro forenzní dokazování i klinické sledování adherence k léčbě. Metoda rovněž otevírá možnosti pro vývoj testů v dopingové kontrole a hodnocení účinků kosmetických preparátů na biodistribuci účinných látek ve vlasech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalším krokem je rozšíření spektra analyzovatelných látek, včetně metabolitů a léčiv, integrace s kvantitativními protokoly interní standardizace a automatizace přípravy vzorků. Rozvoj multimodálních přístupů (kombinace MALDI-imagingu s mikroskopickými či spektroskopickými metodami) umožní komplexnější charakterizaci vlasové matice.

Závěr

Prezentovaná studie potvrdila schopnost využití MALDI-imagingu pro detailní zobrazení distribuce modelového stimulantu ve vlasech. Optimalizace matrixové aplikace a parametrů laseru umožnila vysokou citlivost i prostorové rozlišení, čímž se metoda stává cenným nástrojem pro forenzní a klinickou analýzu drogové expozice.

Reference

• Shimadzu Corporation. Drug Imaging on a Model Hair Sample – Toward the Observation of Drug Use History. Application News No. B75, First Edition, March 2018.
• Testing Methods and Annotations for Toxic Substances & Pharmaceuticals, 2006, oddíl 7-2-4: Testing Using Hair Samples (Tests for methamphetamine and its metabolites).