Rapid and Sensitive Analysis of a 93-Compound Forensic Panel in Urine using the QTRAP®/Triple Quad™ 4500 LC-MS/MS System

Význam tématu

Ve forenzní analytické chemii je rychlá a citlivá detekce širokého spektra cílových sloučenin v biologických matricích zásadní pro účely justice, toxikologického a antidopingového testování. Kombinace LC MS MS a MRM přináší vysokou selektivitu, citlivost a schopnost multiplexní analýzy, což umožňuje sledování desítek až stovek analytů v jediném běhu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit metodiku pro simultánní kvantifikaci 93 forenzních sloučenin v lidské moči. Metoda využívá enzymatickou hydrolýzu, jednoduchou přípravu vzorku metodou dilute and shoot a rychlý LC běh trvající 6,5 minuty. Pro sledování 212 MRM přechodů byl nasazen reoptimalizovaný Scheduled MRM algoritmus a rychlé přepínání polarity.

Použitá metodika

Pro předúpravu vzorku se uplatnila enzymatická hydrolýza pomocí IMCSzyme při teplotě 55 °C po dobu 30 až 60 minut. Následovalo naředění metanolem a vodou, centrifugace a přímá injekce 5 µl do LC MS MS. Kalibrátory byly připraveny v klesajícím poměru 20 6 2 1 vztaženém k jednotlivým analyzům. Pro minimalizaci doby cyklu a zachování dostatečné úrovně datových bodů přes chromatografický vrchol byl využit Scheduled MRM algoritmus v softwaru Analyst 1.6.3. Rychlé přepínání polarity positive negative umožnilo analyzovat jak kyselé barbituráty, tak bázické alkaloidy v jediném běhu.

• Enzymatická hydrolýza IMCSzyme
• Dilute and shoot příprava se 100 µl moče
• Rychlá chromatografie 6,5 min na sloupci Phenyl Hexyl 50×4,6 mm 2,6 µm
• Mobilní fáze A amonium formiát voda B kyselina mravenčí methanol
• Scheduled MRM s 212 přechody a oknem 20 s

Použitá instrumentace

• SCIEX ExionLC AC HPLC system
• SCIEX QTRAP Triple Quad 4500 LC MS MS system
• Phenomenex Kinetex Phenyl Hexyl kolona 50×4,6 mm 2,6 µm
• Analyst Software 1.6.3

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala vysoce reprodukovatelnou separaci 93 analyzů během 6,5 minutového LC cyklu s minimálním přetížením sloupce a systémové matrice Scheduled MRM algoritmus zajistil více než 10 datových bodů na každém chromatografickém vrcholu i v nejvíce multiplexovaných zónách Citlivost dosahovala LOQ v rozmezí 1 až 10 ng ml pro klíčové látky jako fentanyl 6 MAM a THC COOH což odpovídá 0,5 pg na kolonu Linearity byla potvrzena čtyřmi kalibračními body v rozsahu typickém pro forenzní aplikace.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká průchodnost díky krátkému běhu a jednoduché přípravě
• Široký panel forenzních analýz v jediné injekci
• Vhodné pro toxikologická antidopingová a kontrolní laboratoře
• Minimalizace údržby díky optimálnímu čistícímu protokolu a nízkým interferencím

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další zkracování analýzy omezením panelu na prioritní analyty
• Automatizace přípravy vzorku a integrace s robotickými systémy
• Implementace HRMS pro rozšíření screeningového spektra
• Využití machine learningu pro optimalizaci Scheduled MRM oken

Závěr

Vyvinutá metoda poskytuje robustní citlivé a vysoce průchozí řešení pro forenzní analýzu 93 sloučenin v moči Díky Scheduled MRM algoritmu a rychlému přepínání polarity je dosaženo vysoké datové kvality bez kompromisů na citlivosti či specifitě Metoda je připravena k nasazení v rutinních laboratořích zabývajících se forenzní toxikologií

Reference

He X, Burrows C, Noestheden M, Jarvis M, Taylor A, Wang A Rapid and Sensitive Analysis of a 93-Compound Forensic Panel in Urine using the QTRAP Triple Quad 4500 LC MS MS System AB SCIEX 2015