Quantitative analysis of cannabinoids in urine and oral fluid using reactive paper spray tandem mass spectrometry for clinical research and forensic toxicology

Význam tématu

Konzumace konopí patří mezi nejrozšířenější rekreační drogy a testování jeho přítomnosti v biologických vzorcích je klíčové pro forenzní toxikologii a klinický výzkum.
Globální trh s detekcí drog dosahuje miliardových hodnot, přičemž značnou část tvoří testy na kanabinoidy.
Potřeba rychlých, citlivých a efektivních metod s minimální přípravou vzorku je zásadní pro zvýšení průchodnosti a snížení nákladů laboratoří.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout spolehlivý a vysoce výkonný workflow pro kvantitativní stanovení Δ9-THC v orálním sekretu a THC-COOH v moči pomocí triple kvadropólového hmotnostního spektrometru TSQ Fortis Plus se zdrojem VeriSpray PaperSpray.
Metoda měla splňovat toxikologické prahové hodnoty (4 ng/ml THC v orální tekutině, 15 ng/ml THC-COOH v moči) a nabídnout rychlou analýzu s minimem přípravy vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

• Reaktivní derivatizace na papíru s diazoniovou solí Fast Red RC pro zvýšení citlivosti.
• Příprava vzorku: nanesení Fast Red RC, vysušení, přidání vzorku upraveného metanolem, sušení a aplikace dichlormethanu.
• MS přístrojové vybavení: TSQ Fortis Plus triple kvadropól, zdroj VeriSpray PaperSpray a zásobník pro 10 desek (240 vzorků bez zásahu operátora).
• Podmínky MS: spray voltage +3,8 kV, rozlišení Q1 0,7 Da, Q3 1,2 Da, optimalizované SRM přechody pro deriváty THC a THC-COOH.
• Data zpracování: software Thermo Scientific TraceFinder 5.1 SP3, lineární regrese s vážením 1/X.

Hlavní výsledky a diskuse

• Linearita kalibrací pro THC-COOH v moči (R² = 0,9919) a THC v orální tekutině (R² = 0,9977) v rozsahu 0,5–250 ng/ml.
• Limit kvantifikace (LLOQ): 10 ng/ml pro THC-COOH, 4 ng/ml pro THC, vyhovující toxikologickým cut-off hodnotám.
• Přesnost a opakovatelnost: intradenní a mezidení CV < 15 % a bias < ± 15 % na všech úrovních QC.
• Celková doba analýzy přibližně 2,2 minuty na vzorek, výrazné zkrácení zátěže laboratoře.

Přínosy a praktické využití metody

• Vyšší průchodnost laboratoře díky minimální přípravě vzorku a rychlé analýze.
• Snížení nákladů na spotřební materiál a čas na vzorek.
• Možnost rutinního nasazení v forenzní a klinické praxi s potvrzovacími MS metodami.
• Snížené riziko kontaminace nebo záměny vzorků díky přímému postupu na papíru.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další automatizace vzorkové přípravy a integrace s robotickými systémy.
• Rozšíření metody na další třídy látek a metabolitů použitím reaktivní derivatizace.
• Využití přenosných hmotnostních spektrometrů pro terénní forenzní analýzy.
• Implementace do programů rychlého screeningu v dopravě, zaměstnanecké kontrole a klinických studiích.

Závěr

Reaktivní PaperSpray MS se zdrojem VeriSpray a derivatizací Fast Red RC poskytuje citlivou, přesnou a rychlou kvantifikaci kanabinoidů v moči a orální tekutině. Metoda splňuje požadavky toxikologických konfirmací a nabízí robustní high-throughput řešení pro forenzní a klinickou praxi.

Reference

1. Grand View Research. Drug Testing Market Size, Share & Trends Analysis Report By Product Type, By Sample Type, By Drug Type, By End Use, By Region, Forecasts 2021–2028.
2. Scientific Working Group for Forensic Toxicology. Journal of Analytical Toxicology, 2013, 37, 452–474.
3. Luo Y.R.; Han J.; Yun C.; Lynch K.L. Azo coupling‐based derivatization method for high‐sensitivity LC–MS/MS analysis of tetrahydrocannabinol and other aromatic compounds. Journal of Chromatography A. 2019, 1597, 109–118.
4. Borden S.A.; Saatchi A.; Palaty J.; Gill C.G. A direct mass spectrometry method for cannabinoid quantitation in urine and oral fluid utilizing reactive paper spray ionization. Analyst. 2022, 147(13), 3109–3117.