Rapid and quantifiable screening method for 64 drugs in humanblood by direct probe ionization/ tandem mass spectrometry (DPiMS)

Význam tématu

Rychlá a jednoduchá metoda pro screening léků v krevních vzorcích je klíčová v forenzní toxikologii a klinické chemii. Tradiční LC-MS/MS analýzy vyžadují časově náročnou přípravu vzorku a dlouhou dobu měření, což omezuje jejich použitelnost v režimu high-throughput. Ambientní ionizační techniky, jako Direct Probe Ionization (DPiMS), přinášejí možnost přímé analýzy bez extrakčního kroku a zásadně zkracují dobu stanovení.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout a validovat ultra-rychlý screeningový postup pro simultánní kvantifikaci 64 různých farmak a toxických látek v lidské krvi pomocí DPiMS spolu s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Autoři demonstrovali aplikovatelnost metody na kontrolních vzorcích i reálných postmortem krevních vzorcích a porovnali ji se standardní LC-MS/MS platformou.

Použitá metodika a instrumentace

Postup přípravy vzorku:

• 10 μl plné krve naředěno 10× vodným interním standardem (50 ng/ml diazepam-d5).
• Druhé ředění 2× v ethanolu.
• Aplikace 10 μl finálního roztoku na analytickou desku a okamžitá analýza.

Instrumentace:

• Tandemový hmotnostní spektrometr LCMS-8060 vybavený modul DPiMS-8060 (Shimadzu).
• Ionizace probe electrospray ionization (PESI) v pozitivním i negativním režimu při ±3 kV.
• Data acquisice ve scheduled SRM modu, dwell time 1 ms na přechod.

Hlavní výsledky a diskuse

• Celkový čas analýzy 64 látek byl 3,2 minuty oproti více než 30 minutám u běžného LC-MS/MS.
• Limit kvantifikace (LOQ) 1 ng/ml u 25 sloučenin, ostatní měly LOQ v rozsahu 5 až 50 ng/ml.
• Linearity (R2) většinou nad 0,97 v kalibračních rozsazích 1–100 až 50–100 ng/ml.
• Porovnání reálných postmortem vzorků ukázalo dobrou shodu detekovaných látek mezi DPiMS-8060 a LC-MS/MS.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné urychlení analýzy a eliminace náročné přípravy vzorku.
• Vysoká citlivost a selektivita pro široké spektrum léčiv a drog.
• Vhodné pro forenzní toxikologii, urgentní klinické testování i farmaceutickou kontrolu kvality.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření panelu analyzovaných látek a integrace do automatizovaných pracovních stanic.
• Další validace přesnosti a přesnosti měření intra- a interdenně.
• Aplikace na jiné biologické matrice (moč, tkáně) či na on-site analýzu v terénu.

Závěr

Metoda DPiMS-8060 nabízí robustní, rychlou a vysoce citlivou alternativu k tradičním LC-MS/MS postupům pro screening léků v krvi. Kombinace minimálního vzorkování a krátké doby analýzy zvyšuje efektivitu laboratorního workflow a otevírá nové možnosti v urgentní i forenzní praxi.

Reference

1. Hiraoka K. et al. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2007, 21, 3139–3144.
2. Zaitsu K. et al. Anal. Chem. 2016, 88, 3556–3561.
3. Hayashi Y. et al. Anal. Chim. Acta 2017, 983, 160–165.
4. Zaitsu K. et al. Anal. Chem. 2018, 90, 4695–4701.