SOFT: Toxicology Screening of Human Blood using Quadrupole-Time of Flight (QTOF) Mass Spectrometry
Postery | 2023 | ShimadzuInstrumentace
Rychlé a spolehlivé skríningové testy na detekci psychotropních a léčivých látek v lidské krvi jsou klíčové pro forenzní toxikologii, klinickou diagnostiku i kontrolu kvality. Tradiční imunochemické metody často postrádají šíři pokrytí a selektivitu, zatímco moderní vysoce přesná hmotnostní spektrometrie umožňuje širší záchyt známých i nových látek v jediném analytickém běhu.
Cílem bylo vyvinout robustní skríningový protokol pro detekci více než 900 toxikologicky významných sloučenin v krevních vzorcích využitím kvadrupolové doby letu (QTOF) v režimu data independent analysis (DIA) s následnou verifikací proti rozsáhlé spektrální knihovně.
Vzorky krve byly solid-phase extrakcí obohaceny panelem devíti běžně zneužívaných látek (např. benzoylecgonin, metamfetamin, kokain) v koncentracích 5–5000 ng/ml. Chromatografická separace proběhla na Shim-pack Velox kolonce (2,1×100 mm, 2,7 μm) s mobilními fázemi vody a methanolu s 2 mM formiátu amonného a 0,002 % kyseliny formové. Data se akvírovala v pozitivním iontovém módu MS TOF scanem (m/z 40–900) a DIA-MS/MS s variabilní šířkou prekurzorové izolace a kolizními energiemi v rozmezí 5–55 V.
Všech devět testovacích látek bylo ve vzorcích detekováno s vysokou shodou (similarity > 80 %) a přesností hmotnostního určení do ±5 ppm. Chromatogramy pro krevní vzorky A a B prokázaly spolehlivou identifikaci morfinu, kokainu, fluoxetinu, alprazolamu a dalších. DIA protokol umožnil simultánní kvantitativní cílené stanovení a necílené screeningové ověření proti spektrální knihovně.
Metoda nabízí komplexní pokrytí širokého spektra legálních i nelegálních látek v jediném běhu, eliminuje potřebu více specializovaných imunotestů a zvyšuje důvěryhodnost výsledků díky vysokému rozlišení hmotnostní spektrometrie a robustní knihovně referenčních spekter.
Očekává se rozšíření knihoven o nové psychoaktivní látky, integrace strojového učení pro rychlejší vyhodnocení fragmentačních vzorců a zdokonalení standardizace DIA přístupů. Metoda lze dále adaptovat pro screening jiných biologických matic (moč, sliny) a pro klinickou toxikoterapii.
Popsaný QTOF-DIA skríningový workflow prokázal vysokou citlivost, selektivitu a schopnost identifikovat stovky toxikologicky relevantních sloučenin v krevních vzorcích. Díky kombinaci cílené kvantifikace a necíleného screeningového přístupu nabízí univerzální řešení pro forenzní a klinickou toxikologii.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníForenzní analýza a toxikologie
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Rychlé a spolehlivé skríningové testy na detekci psychotropních a léčivých látek v lidské krvi jsou klíčové pro forenzní toxikologii, klinickou diagnostiku i kontrolu kvality. Tradiční imunochemické metody často postrádají šíři pokrytí a selektivitu, zatímco moderní vysoce přesná hmotnostní spektrometrie umožňuje širší záchyt známých i nových látek v jediném analytickém běhu.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo vyvinout robustní skríningový protokol pro detekci více než 900 toxikologicky významných sloučenin v krevních vzorcích využitím kvadrupolové doby letu (QTOF) v režimu data independent analysis (DIA) s následnou verifikací proti rozsáhlé spektrální knihovně.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky krve byly solid-phase extrakcí obohaceny panelem devíti běžně zneužívaných látek (např. benzoylecgonin, metamfetamin, kokain) v koncentracích 5–5000 ng/ml. Chromatografická separace proběhla na Shim-pack Velox kolonce (2,1×100 mm, 2,7 μm) s mobilními fázemi vody a methanolu s 2 mM formiátu amonného a 0,002 % kyseliny formové. Data se akvírovala v pozitivním iontovém módu MS TOF scanem (m/z 40–900) a DIA-MS/MS s variabilní šířkou prekurzorové izolace a kolizními energiemi v rozmezí 5–55 V.
- Hmotnostní spektrometr: LCMS-9030 QTOF (Shimadzu)
- Kolonka: Shim-pack Velox 2,1×100 mm, 2,7 μm
- Režim akvizice: MS TOF + DIA-MS/MS
- Databáze: >900 toxikologických sloučenin s definovanými RT a produktovými ionty
Hlavní výsledky a diskuse
Všech devět testovacích látek bylo ve vzorcích detekováno s vysokou shodou (similarity > 80 %) a přesností hmotnostního určení do ±5 ppm. Chromatogramy pro krevní vzorky A a B prokázaly spolehlivou identifikaci morfinu, kokainu, fluoxetinu, alprazolamu a dalších. DIA protokol umožnil simultánní kvantitativní cílené stanovení a necílené screeningové ověření proti spektrální knihovně.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nabízí komplexní pokrytí širokého spektra legálních i nelegálních látek v jediném běhu, eliminuje potřebu více specializovaných imunotestů a zvyšuje důvěryhodnost výsledků díky vysokému rozlišení hmotnostní spektrometrie a robustní knihovně referenčních spekter.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření knihoven o nové psychoaktivní látky, integrace strojového učení pro rychlejší vyhodnocení fragmentačních vzorců a zdokonalení standardizace DIA přístupů. Metoda lze dále adaptovat pro screening jiných biologických matic (moč, sliny) a pro klinickou toxikoterapii.
Závěr
Popsaný QTOF-DIA skríningový workflow prokázal vysokou citlivost, selektivitu a schopnost identifikovat stovky toxikologicky relevantních sloučenin v krevních vzorcích. Díky kombinaci cílené kvantifikace a necíleného screeningového přístupu nabízí univerzální řešení pro forenzní a klinickou toxikologii.
Reference
- Wang E.H., Loftus N.J., Davis J., Lieberman R., Gilles C.T. Toxicology Screening of Human Blood using Quadrupole-Time of Flight (QTOF) Mass Spectrometry. Shimadzu Scientific Instruments, 2023.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Targeted screening with Library Searching of drugs of abuse by MTS measuring cocaine and related stimulants, amphetamines, opioids & benzodiazepines
2018|Shimadzu|Aplikace
LAAN-A-LM-E137 Application News No. C167 Liquid Chromatography Mass Spectrometry Targeted screening with Library Searching of drugs of abuse by MTS measuring cocaine and related stimulants, amphetamines, opioids & benzodiazepines Abstract Introduction A multi-residue assay was developed measuring 90…
Klíčová slova
hydromorphone, hydromorphonemerged, mergedproduct, production, ionmrm, mrmscan, scancompound, compoundmorphine, morphinetriggered, triggerednews, newsnorephedrine, norephedrineacquisition, acquisitiontoxicology, toxicologymts, mtsspectrum
Targeted screening with Library Searching of drugs of abuse by MTS measuring cocaine and related stimulants, amphetamines, opioids & benzodiazepines
2018|Shimadzu|Aplikace
LAAN-A-LM-E137 Application News No. C167 Liquid Chromatography Mass Spectrometry Targeted screening with Library Searching of drugs of abuse by MTS measuring cocaine and related stimulants, amphetamines, opioids & benzodiazepines Abstract Introduction A multi-residue assay was developed measuring 90…
Klíčová slova
hydromorphone, hydromorphoneproduct, productmerged, mergedion, ionmrm, mrmscan, scancompound, compoundmorphine, morphinetriggered, triggerednews, newsnorephedrine, norephedrinetoxicology, toxicologyacquisition, acquisitionmts, mtsspectrum
Screening, Identification, and Quantitation of 102 Drugs in Human Whole Blood by LC/Q-TOF and LC‑QQQ
2020|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Forensic Toxicology Screening, Identification, and Quantitation of 102 Drugs in Human Whole Blood by LC/Q-TOF and LC‑QQQ Authors Abstract Limian Zhao and Hui Zhao, Agilent Technologies, Inc. An end-to-end workflow for the screening, identification, and quantitation of 102…
Klíčová slova
pos, pospositive, positivepseudo, pseudoblood, bloodwhole, wholetramadol, tramadolwere, weredrugs, drugsion, ionmatrix, matrixscreening, screeningcis, cisspiking, spikingbutalbital, butalbitalcarisoprodol
Seamless automated sample preparation and analysis of DUID samples using high-resolution DIA QTOF library screening
2022|Shimadzu|Postery
Seamless automated sample preparation and analysis of DUID samples using high-resolution DIA QTOF library screening 1 Zarrouk ; 2 Barnes ; 3 Moreau ; 2 Loftus ; Elies Alan Stephane Neil Sylvain Souleiman El Franck 1CHU Limoges, Limoges, France; 2Shimadzu…
Klíčová slova
oral, oralfluid, fluidduid, duidlibrary, librarybenzoylecgonine, benzoylecgoninepatient, patientcocaine, cocainecao, caohouse, houseautomated, automatedmethylester, methylesterpanel, panelecgonine, ecgoninepreparation, preparationspectrum