Paper spray mass spectrometry simplifies and expedites turnaround of drug toxicity screening

Význam tématu

Akutní toxikace drogami představuje v urgentní medicíně závažný problém kvůli neznalosti přesného typu a množství požitých látek a potřebě rychlého rozhodování o léčbě. Tradiční metody založené na kapalinové chromatografii spojené s hmotnostní spektrometrií (LC-MS) sice poskytují spolehlivé výsledky, ale vyžadují časově náročnou přípravu vzorku a dlouhodobou analýzu, což může negativně ovlivnit zdravotní výsledek pacienta. Implementace nových rychlých, vysoce senzitivních přístupů k identifikaci a kvantifikaci látek přímo u lůžka pacienta může výrazně zkrátit dobu diagnostiky a optimalizovat léčbu.

Cíle a přehled studie

V rámci spolupráce King's College London, Guy’s and St Thomas’ NHS Trust a Thermo Fisher Scientific si vědci kladou za cíl ověřit využitelnost techniky paper spray mass spectrometry (PS-MS) se systémem VeriSpray pro akutní toxikologické screenování pacientů přicházejících na urgentní příjem. Studie se zaměřuje na:

• Stanovení linearity a citlivosti pro vybrané drogy v lidské plazmě.
• Optimalizaci pracovního postupu pro minimalizaci přípravy vzorku.
• Hodnocení stability drog ve vysušených matricích.
• Možnost rutinního nasazení PS-MS v lůžkové či blízké laboratoři.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky krevní plazmy se nanášejí na papírová zařízení platek, nechají se vysušit a znovu navlhčí se solventem. Následným aplikováním vysokého napětí dochází k ionizaci analytů, které jsou přiváděny do triple-kvadrupólového hmotnostního spektrometru Thermo Scientific TSQ Altis Plus vybaveného ionizačním zdrojem VeriSpray. Hlavní parametry metody:

• Čas analýzy jednoho vzorku: 1–2 minuty.
• Kapacita zásobníku magazine: 240 vzorků/8 hodin bezobslužného provozu.
• Využití deuterovaných vnitřních standardů pro kvantifikaci.
• Odstranění chromatografického kroku minimalizuje spotřebu činidel a riziko křížové kontaminace.

Hlavní výsledky a diskuse

Preliminární data prezentovaná na TIAFT 2023 prokázala vynikající linearitu (R2 > 0,998) pro šest modelových drog v rozmezí 0–500 ng/mL. Během pre-validační fáze bylo zpracováno více než 500 reálných lidských vzorků s akutní toxikací, přičemž metoda vykázala uspokojivou přesnost a reprodukovatelnost. Díky minimální přípravě a automatizovanému odběru lze výrazně snížit čas od odběru krve k výsledku, což je klíčové pro urgentní medicínu.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace PS-MS ve výzkumné i klinické praxi přináší několik výhod:

• Rychlé informování lékařů o druhu a koncentraci léků či toxických látek.
• Možnost bodové diagnostiky (point-of-care) bez nutnosti externí laboratoře.
• Snížení nákladů na spotřební materiál a čas laboratorního personálu.
• Flexibilita rozšíření panelu analyzovaných látek o nové psychoaktivní sloučeniny.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj PS-MS povede k dalšímu rozšiřování databází SRM transition pro tisíce látek, včetně nově vznikajících psychoaktivních látek (NPS). Snadné ovládání systému umožní rychlé školení studentů a laboratorních pracovníků, rozvoj ambientní hmotnostní spektrometrie a integraci s digitálními platformami pro automatizované vyhodnocování dat v reálném čase.

Závěr

Studie z King's College London ukazuje, že paper spray hmotnostní spektrometrie se zdrojem VeriSpray je perspektivní metodou pro rychlou detekci a kvantifikaci drog v urgentní medicíně. Další fáze validace a standardizace by mohla otevřít cestu k rutinnímu nasazení této technologie v nemocničních laboratořích a zlepšit klinické výsledky pacientů s akutní intoxikací.

Reference

1. Toxicology in the emergency department: what’s new?
2. Thermo Fisher Scientific collaboration offers potential for faster, more efficient analysis of samples from drug toxicity patients, March 9, 2023.