Detection and quantitation of benzodiazepines in less than 3 min using PESI-MS and isotope dilution approach

Význam tématu

Rychlé a spolehlivé stanovení benzodiazepinů v biologických matricích je klíčové pro klinickou toxikologii, forenzní analýzy i urgentní medicínu. Konvenční imunologické testy často poskytují pouze kvalitativní výsledky a mohou chybovat falešně negativně. Metoda založená na PESI-MS/MS s izotopovým zředěním nabízí vysokou citlivost, selektivitu a extrémně krátký analytický čas, což umožňuje okamžité rozhodování v praxi.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři si kladli za cíl vyvinout a ověřit ultrarychlou kvantitativní metodu pro současné stanovení 18 komerčně dostupných a „designer“ benzodiazepinů v lidském séru. Metoda kombinuje ambientní ionizační techniku PESI s tandemovou hmotnostní spektrometrií a izotopovým zředěním pro zajištění přesnosti a reprodukovatelnosti.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorku: 10 µl séra, 500 µl ethanol/ammonium formiátu (10 mM), přídavek 10 µl směsi izotopově značených standardů.
• Ionizace: Probe Electrospray Ionization (PESI) s nanogramovou spotřební jehlou, napětí 2,3 kV, cyklus 3,1 Hz, doba analýzy 2,56 min.
• MS/MS: Shimadzu LCMS-8060NX triple kvadrupól spojený s DPiMS-8060, pozitivní ionizační mód, MRM přechody optimalizované pro každou látku.

Hlavní výsledky a diskuse

• Metoda byla validována v rozmezí 5–2000 µg/l pro osm běžných benzodiazepinů a 10 designérských sloučenin. Inter- a intra-denní přesnost (CV) i biasy byly pod 20 % na všech úrovních koncentrací.
• Analýza 40 reálných vzorků ukázala shodu se standardní LC-MS/MS metodou (r2 = 0,93). PESI-MS nerozpoznala tři případy, kde imunoanalýza selhala falešně negativně, a identifikovala 100 % molekul detekovaných LC-MS/MS.
• Celková doba analýzy včetně přípravy je přibližně 2,5 minuty, což je několikanásobně rychlejší než konvenční LC-MS/MS přístupy.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby stanovení umožňuje rychlé rozhodování v urgentní péči a toxikologických laboratořích.
• Minimální objem vzorku (10 µl) šetří biologický materiál, vhodné pro pediatrické a forenzní aplikace.
• Vysoká selektivita a citlivost eliminuje potřebu rozsáhlé předúpravy vzorku.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření panelu detekovaných látek o nové „designer“ benzodiazepiny a metabolity.
• Integrace s automatizovanými workflow pro vysokopropustné laboratoře.
• Možnost adaptace na další třídy psychoaktivních látek (opioidy, stimulanty) pomocí stejné PESI-MS/MS platformy.

Závěr

Vyvinutá PESI-MS/MS metoda s izotopovým zředěním představuje efektivní a robustní nástroj pro ultrarychlé kvantitativní stanovení široké škály benzodiazepinů v séru. Přinese zásadní zrychlení analytických postupů při zachování vysoké kvality dat a otevírá cestu k uplatnění v klinické a forenzní praxi.

Reference

1. Griffeuille P., Dulaurent S., El Balkhi S., Moreau S., Saint-Marcoux F. Detection and quantitation of benzodiazepines in less than 3 min using PESI-MS and isotope dilution approach. CHU Limoges & Shimadzu Europe.