Extraction and Analysis of a Definitive Drug Panel in Hair Samples by UHPLC-MS/MS for Forensic Toxicology

Význam tématu

Hair (vlasy) jako biologická matrice poskytuje výrazně delší okno detekce užití drog než krev nebo moč a odběr je neinvazivní a snadno dohledatelný, což minimalizuje riziko kontaminace vzorku. Tato metoda je klíčová pro forenzní toxikologii v případech, kdy se vyžaduje dlouhodobé monitorování nebo není k dispozici jiný biologický materiál (popř. post-mortem, DFSA, zaměstnanecké testování).

Cíle a přehled studie

Studie navrhuje a validuje robustní analytický postup pro simultánní extrakci a kvantifikaci širokého panelu omamných a toxikologicky významných látek ve vlasech, včetně opiátů, amfetamínů, benzodiazepinů, fentanylu a dalších syntetických opioidů, ve shodě s doporučenými hodnotami SoHT pro potvrzovací cut-off.

Použitá metodika a instrumentace

Postup zahrnuje:

• Dezinkontaminaci vlasů sérií rozpouštědlových koupelí a vysušení.
• Pulverizaci vzorku pomocí tkáňového homogenizátoru (Precellys) pro zvýšení účinnosti extrakce.
• Extrahování při 95 °C v kysele alkalické směsi s následným odpařením většiny rozpouštědla.
• Čištění extraktu pomocí Oasis MCX 96doběrových destiček (mód smíšené kationtové výměny) s dvoustupňovým elučním protokolem.
• UHPLC separaci na ACQUITY UPLC I-Class Plus se sloupcem BEH C18 (2,1 × 100 mm, 1,7 μm) s gradientním eluačním programem vody a acetonitrilu s 0,1 % kyseliny mravenčí.
• Detekci a kvantifikaci v režimu pozitivní ESI-MRM s Xevo TQ Absolute trojitým kvadrupólem.

Použitá instrumentace

• ACQUITY UPLC I-Class Plus (Waters)
• ACQUITY UPLC BEH C18 Column, 1.7 μm, 2.1 × 100 mm (Waters)
• Xevo TQ Absolute Triple Quadrupole Mass Spectrometer (Waters)
• Precellys Tissue Homogenizer (Bertin Technologies)
• Oasis MCX 96-well plate (Waters)

Hlavní výsledky a diskuse

Linéární kalibrační křivky pokrývaly rozsahy 0,01–1,0 ng/mg pro většinu látek (pro fentanyl, 6-AM, norfentanyl nižší cut-off). R2 ≥ 0,99. Průměrná návratnost činila ~58 % (49/58 látek > 40 %) s relativními odchylkami < 10 %. Ionizační matriční efekty průměrně 20 %, pouze u 6 látek překročily 40 % suprimace, kompenzované deuterovanými IS. Celkový LC běh 4 min, všechny anality elutovány do 3,2 min při baseline separaci. Vnitrobatch i mezibatch přesnosti a přesnosti splnily kritéria ASB-036 (≤ 15 % CV, 20 % pro LQC), s výjimkou phentermine a metadesnitazine. EQA vzorky potvrdily shodu 82 % stanovených hodnot v rámci akceptačních oken.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a citlivou analýzu širokého spektra drog ve vlasech s nízkými LLOQ vyhovujícími SoHT cut-off. Díky vysoké reprodukovatelnosti a krátkému času analýzy je vhodná pro forenzní laboratoře, protidrogové programy a povinné monitorování.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření spektra cílových molekul (nové psychoaktivní látky), integrace s automatizovanou přípravou vzorků a vícerozměrnou chromatografií pro zlepšení selektivity a citlivosti. Další vývoj může zahrnovat integraci datových algoritmů pro prediktivní hodnocení expozice a snížení manuálních kroků přípravy.

Závěr

Vyvinutý postup spojuje efektivní pulverizaci, optimalizovanou extrakci, selektivní čistění a rychlou UHPLC-MS/MS analýzu pro spolehlivou detekci a kvantifikaci drog ve vlasech. Metoda splňuje forenzní standardy SoHT a nabízí široké uplatnění v toxikologickém testování s důrazem na citlivost, přesnost a robustnost.

Reference

• Cooper G.A.A., Kronstrand R., Kintz P.: Society of Hair Testing Guidelines for Drug Testing in Hair. Forensic Science International 281 (2012) 20–24.
• Society of Hair Testing: Statements of the Society of Hair Testing Concerning the Examination of Drugs in Human Hair. SoHT, 2024.
• Hu J., Chen H. et al.: Pulverization is a crucial step – A Comparative Study of Different Pretreatments in Hair Drug Testing. Journal of Analytical Toxicology 47 (2023) 346–352.