Rapid Identification and Quantification of Novel Psychoactive Substances in Human Whole Blood Using SWATH® Acquisition

Význam tématu

Rychlé a spolehlivé odhalování a kvantifikace nových psychoaktivních látek (NPS) je zásadní pro forenzní toxikologii a ochranu veřejného zdraví. Neustálý příliv syntetických opioidů a dalších NPS klade vysoké nároky na screeningové metody schopné analyzovat složité biologické matrice s výbornou selektivitou a citlivostí.

Cíle a přehled studie / článku

Tento článek popisuje vývoj a validaci workflows pro rychlou identifikaci a kvantifikaci 30 klíčových NPS a více než 600 NPS/metabolitů ve vzorcích lidské plné krve s využitím SWATH® akvizice a datově nezávislého snímání (DIA) na systému SCIEX TripleTOF® 5600+ LC-MS/MS.

Použitá metodika

Popis experimentu:

• Vzorky: lidská plná krev extrahovaná metodou kapalina–kapalina (LLE) ve 10 krocích.
• Internal standards: 12 deuterovaných standardů (např. Methylone-D3, Fentanyl-D5, U-47700-D6).
• Kalibrace: rozsah 1–100 ng/mL pro 30 NPS.
• Chromatografie: UHPLC na Phenomenex Kinetex C18 (50×3 mm, 2,6 µm), Shimadzu Nexera, celkový běh 15,5 min.
• SWATH Acquisition: TOF-MS sken 50–510 Da následovaný sekvenčními Q1 izolacemi po krocích v LC čase, získání MS/MS spekter všech látek.

Použitá instrumentace

• SCIEX TripleTOF 5600+ LC-MS/MS systém se softwarem Analyst 1.7.
• UHPLC Shimadzu Nexera s kolonkou Phenomenex Kinetex C18.
• Software pro zpracování: SCIEX OS 1.5 s modulárními nástroji pro extrakci iontových chromatogramů, ion ratio a spektrální prohledávání.

Hlavní výsledky a diskuse

• Extrakční výtěžnost LLE > 80 % pro všechny analyty.
• Sub-ng/mL limity kvantifikace v komplexní matrici.
• Výborná linearita (R² > 0,99), přesnost > 95 %, preciznost < 15 % přes 2–3 řády koncentrací.
• SWATH akvizice generuje komplexní vysokorozlišovací MS/MS spektra bez ztráty citlivosti, umožňující retrospektivní zpracování dat pro nové cíle.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda kombinuje cílenou kvantifikaci a nestrukturované screeningové spektrální vyhledávání, čímž poskytuje laboratorím forenzní toxikologie robustní a adaptabilní nástroj pro vysokoprůtokový screening NPS v biologických vzorcích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření datově nezávislých akvizičních přístupů do dalších forenzních aplikací, integrace umělé inteligence pro automatizované vyhodnocení spekter a rozvoj univerzálních workflow pro multi-matricové analýzy nových substancí.

Závěr

Workflow založené na SWATH akvizici na systému SCIEX TripleTOF 5600+ umožňuje rychlou, citlivou a spolehlivou identifikaci i kvantifikaci širokého spektra NPS ve složitých směsích, s možností snadné adaptace na nové cílové látky a vysokou efektivitou laboratorních procesů.

Reference

• Drug Enforcement Administration Special Testing and Research Laboratory. Emerging Threat Report 2017.