Utilizing triple quadrupole mass spectrometry to quantitate 106 drugs of abuse in urine

Význam tématu

S narůstajícím počtem uživatelů omamných látek a požadavkem na rychlé a spolehlivé testování v toxikologii roste potřeba metod, které umožňují kvantitativní stanovení širokého spektra látek v biologických vzorcích. Metoda založená na UHPLC-QQQ hmotnostní spektrometrii nabízí vysokou citlivost, přesnost a opakovatelnost nutnou pro forenzní i klinickou praxi.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na vývoj a validaci rychlého protokolu pro potvrzení a kvantifikaci 106 nejčastěji analyzovaných drog v moči. Cílem bylo vytvořit jeden analytický běh, který umožní separaci a detekci různorodých chemických tříd i strukturně podobných isomerů s dostatečnou robustností pro každodenní vysokopropustné nasazení.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky moči podstoupily pevnou fázi extrakce na SPE deskách SOLAμ SCX, zahrnující kondicionaci, naložení vzorku, dvoustupňové eluování a následné omytí. Pro kalibraci byla připravena 15bodová řada standardů v rozsahu 0,1–5000 ng/mL se souvisejícími vnitřními standardy.
Separační krok probíhal na kolóně Accucore C18+ (50×2,1 mm, 1,5 µm) při průtoku 0,5 mL/min s 7minutovým gradientem (2 mM HCOONH4/0,01% HCOOH ve vodě vs. ACN:MeOH 50:50). Detekce se uskutečnila na trojitém kvadrupólu TSQ Quantis Plus v režimu SRM (až 600 přechodů/s), což umožnilo dosáhnout LOQ až 0,1 ng/mL.

Použitá instrumentace

• UHPLC Thermo Scientific Vanquish Horizon
• Kazeta SOLAμ SCX SPE (P/N 60209-002)
• Kolona Thermo Scientific Accucore Vanquish C18+ 50×2,1 mm, 1,5 µm
• Hmotnostní spektrometr Thermo Scientific TSQ Quantis Plus
• Software TraceFinder 5.2 pro zpracování dat

Hlavní výsledky a diskuse

• Lineární rozsah stanovení od 0,1 do 5000 ng/mL s R2 > 0,99 pro všechny anality.
• 39 látek mělo LOQ pod 1 ng/mL, vybrané analyty (např. zopiclon, norketamin) až 0,1 ng/mL.
• Baseline oddělení 15 párů isomerů zajišťuje spolehlivou detekci i v komplexních matricích.
• Výborná opakovatelnost extrakce a detekce podporuje vysokopropustné nasazení v laboratoři.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje komplexní workflow pro forenzní a klinickou toxikologii: rychlé zpracování vzorků, vysokou citlivost i široký dynamický rozsah a jednoduchou rozšiřitelnost o další analyty. Funkce softwaru TraceFinder umožňuje snadné úpravy parametrů a správu databáze sloučenin.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace nových psychoaktivních látek a metabolitů do analytického panelu.
• Automatizace předúpravy a miniaturizace SPE formátů pro zefektivnění workflow.
• Využití strojového učení pro pokročilé vyhodnocení dat a predikci analytických parametrů.
• Rozvoj multiplexních metod kombinuje toxikologii s dalšími biologickými markery ve vzorku.

Závěr

Vyvinutá 7minutová UHPLC-QQQ metoda umožňuje kvantifikaci 106 drog v moči s vysokou citlivostí, reprodukovatelností a širokým lineárním rozsahem. Díky robustnímu workflow je vhodná pro rutinní forenzní i klinickou toxikologii s možností budoucího rozšíření.

Reference

1. United Nations Office on Drugs and Crime: Special Points of Interest; 2023.
2. Thermo Fisher Scientific Technical Note 74138: Evaluation of custom injection programs and larger internal diameter capillary for strong solvent sample effects mitigation in liquid chromatography; 2023.