Quantification of 78 drugs of abuse in human blood by liquid chromatography – HRAM Orbitrap mass spectrometry for clinical research

Význam tématu

V oblasti forenzní a klinické analýzy rostoucí počet nových nelegálních a syntetických drog klade vysoké nároky na schopnost současných laboratorních metod efektivně odhalit a kvantifikovat široké spektrum látek v biologických matricích. Standardní LC-MS/MS přístupy založené na triplekvadruplu často nedokáží reagovat na stále se měnící struktury designer drog, a proto je nezbytné využít vysoké hmotnostní přesnosti a rozlišení (HRAM), které nabízí Orbitrapové systémy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem popsané práce je vyvinout a validovat jedinou kvantitativní metodu schopnou současně určit 78 různých psychotropních látek a alikvot interních standardů v lidské krvi. Metoda využívá offline přípravy vzorku, jednoduchou precipitaci proteinů a následnou chromatografii v kombinaci s vysokorozlišující hmotnostní spektrometrií na přístroji Thermo Scientific Q Exactive Focus.

Použitá metodika a instrumentace

Proextrakce krve byla prováděna precipitací proteinů acetonitrilem obsahujícím směs deuterovaných interních standardů. Po centrifugaci se supernatant vysušil a rekonstituoval do vodně-methanolové fáze.

• Chromatografie: UltiMate 3000 RSLC, kolona Accucore Phenyl Hexyl 100×2,1 mm (2,6 μm), gradient voda/acetonitril s 0,1 % kyseliny formiové, 17min. běh, teplota kolony 40 °C, objem injekce 40 μL.
• Mass spectrometrie: Q Exactive Focus Orbitrap s HESI zdrojem, režim polarita +/–, plný sken m/z 100–600, rozlišení 35 000 FWHM @ m/z 200, přesnost 5 ppm.

Hlavní výsledky a diskuse

Validace ukázala lineární odezvu pro všechny 78 analytů v rozsahu LLOQ od 0,02–20 ng/mL až do ULOQ 100–200 ng/mL podle jednotlivých látek. Přesnost (bias) a opakovatelnost se držely v akceptovatelných limitech ±15–20 %. Vzorky byly testovány ve třech nezávislých dávkách, přičemž kalibrátory i kontrolní hladiny vykázaly stabilní kvantitativní výsledky. Reprezentativní chromatogramy pro baclofen, EDDP a norbuprenorphin prokázaly jasnou separaci a vysokou citlivost detekce.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje ve výzkumných i klinicko-forenzních laboratořích rychlou a spolehlivou analýzu velkého počtu psychotropních látek v jediném běhu. Jednoduchá offline příprava, široký rozsah analytů a vysoká hmotnostní přesnost usnadňují jak rutinní screening, tak retrospektivní vyhledávání neznámých sloučenin.

Budoucí trendy a možnosti využití

S rozvojem nových syntetických drog a neznámých derivátů bude klíčové dále rozšiřovat soubor referenčních standardů a automatizovat přípravu vzorků. Kombinace HRAM a datově závislé (DDA) nebo nezávislé (DIA) akvizice nabídne navíc možnost simultánního screeningu a strukturální charakterizace neočekávaných látek.

Závěr

Popsaná LC-Orbitrap HRAM metoda na platformě Q Exactive Focus prokázala robustní a vysoce citlivou kvantifikaci 78 drog zneužívání v lidské krvi. Díky snadnému workflow a širokému rozsahu lineárních koncentrací představuje efektivní nástroj pro klinický výzkum a forenzní analýzu.