Forensic Toxicology Data-Independent Analysis Screening Using Xevo MRT Mass Spectrometer Delivering Routine Parts-per- Billion (ppb) Mass Accuracy

Význam tématu

Masiový screening v forenzní toxikologii vyžaduje rychlou a přesnou identifikaci širokého spektra látek v komplexních biologických matricích. Vysoká hmotnostní přesnost na úrovni ppb a bezvýběrové získávání dat (DIA) umožňují spolehlivé rozlišení analýz na nízké koncentrace a minimalizaci falešně pozitivních výsledků. Tato metoda podporuje efektivitu laboratoře a urychluje procesy s důrazem na kvalitu a obhajitelnost výsledků.

Cíle a přehled studie

Studie představuje nasazení hmotnostního spektrometru Xevo MRT s multi-reflektorem QTof pro Data-Independent Analysis (DIA) v forenzní toxikologii. Cílem je ukázat, jak díky rutinní přesnosti na úrovni části na miliardu lze zvýšit jistotu identifikace drogových substancí a toxicantů, omezit falešně pozitivní nálezy a zkrátit dobu vyšetřovacích procesů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: Standardní směs system suitability test (25 ng/ml) a deset anonymizovaných močí, naředěných 1:10 v 5 mM amonném formiátu (pH 3).
Chromatografie: Waters ACQUITY UPLC I-Class PLUS se 15minutovým gradientem.
Spektrometrie: Xevo MRT Mass Spectrometer v režimu MSE (DIA) s ESI pozitivní ionizací.
Informatika: waters_connect Software a UNIFI Application pro automatizovanou detekci, dekonvoluci a kontrolu hmotnostní přesnosti předchůdců (≤2 ppm) a fragmentů (≤0,2 mDa).

Hlavní výsledky a diskuse

Xevo MRT vykázal RMS chybu 571 ppb pro 160 prekurzorů (94 % v rámci ±1 ppm) a 96 % fragmentních iontů v rámci ±1 ppm. Zpřesnění tolerancí fragmentů ze 2 mDa na 0,2 mDa výrazně snížilo falešně pozitivní identifikace – na příkladu anabasinu/nicotinu došlo k odstranění nesprávného nálezu a upřednostnění správné substance. Díky vysoké přesnosti a řízené analýze se minimalizuje potřeba sekundárního potvrzení a zrychlují se reporty.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká hmotnostní přesnost na úrovni ppb zvyšuje spolehlivost identifikace.
• Široké dynamické rozpětí a vynikající citlivost pro detekci různorodých látek.
• Snadná standardizace a minimalizace zásahů operátora díky řízeným workflow.
• Redukce falešně pozitivních výsledků a nákladných potvrzení.
• Zrychlení vyšetřovacích cyklů a úspora provozních nákladů.
• Environmentální přínos snížením spotřeby materiálů a externích analýz.

Budoucí trendy a možnosti využití

Předpokládá se další rozšíření knihoven látek, integrace pokročilých algoritmů strojového učení pro automatickou interpretaci spekter a real-time screening v různých matricích (krev, sérum). Další vývoj instrumentace může přinést rychlejší analýzy s nižší spotřebou vzorku a vyšší propustností.

Závěr

Xevo MRT Mass Spectrometer v kombinaci s DIA (MSE) a řízeným zpracováním dat v waters_connect a UNIFI představuje průlomovou technologii pro forenzní toxikologii. Dosahuje vynikající výkonnosti, snižuje falešně pozitivní nálezy a umožňuje rychlé a spolehlivé výsledky, což podporuje efektivitu a obhajitelnost v laboratořích pod tlakem času a nákladů.

Reference

1. Mistry NS, Calton LJ, Cooper J. The Utility of MSE for Toxicology Screening with waters_connect and the Xevo G3 QTof Mass Spectrometer. Waters Application Note 720008045, September 2023.
2. Mistry NS, Calton LJ, Cooper J. The Ultimate Forensic Toxicology Screening Companion—Xevo G3 QTof. Waters Application Note 720008033, September 2023.