Targeted screening with Library Searching of drugs of abuse by MTS measuring cocaine and related stimulants, amphetamines, opioids & benzodiazepines

Význam tématu

V forenzní a klinické toxikologii roste potřeba rychlého a spolehlivého screeningu širokého spektra psychoaktivních látek. Současné metody riskují falešnou pozitivitu nebo negativitu při rozšiřování počtu analyzovaných sloučenin. Multi‐Targeted Screening (MTS) s library searchingem nabízí cestu k vyšší specifitě identifikace bez ztráty kvantitativní výkonnosti.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout multi‐reziduální LC‐MS/MS metodu pro simultánní měření 90 drog zneužívaných látek a 32 deuterovaných interních standardů. Metoda kombinuje detekci pomocí dvojice MRM přechodů a v režimu threshold‐triggered product ion scan získává spektra při třech energiích srážek. Sloučená spektra jsou porovnávána s referenční knihovnou pro zvýšení jistoty identifikace. Výsledky jsou srovnány s konvenčním 2‐MRM postupem na LCMS‐8050.

Použitá metodika

• Extrahování vzorků: QuEChERS protokol – 100 μL plné krve, 200 μL acetonitrilu s interními standardy, MgSO4/NaCl/NaOAc, centrifugace a ředění supernatantu mobilem A.
• Chromatografie: UHPLC gradient na biphenylové kolonce, mobilní fáze obsahuje 2 mmol/L ammonium formiát a kyselinu mravenčí ve vodě a methanolu, průtok 0,3 mL/min.
• Data acquisition: MRM hladina setrvalá pro každý analyte, při intenzitě >10 000 counts aktivace MS/MS eventů při CE 10, 35 a 55 V, automatické vyloučení po dvou po sobě jdoucích MS/MS spektrách, sloučení do jednoho fragmentačně bohatého spektra.

Použitá instrumentace

• Shimadzu LCMS-8060 pro MTS screening
• Shimadzu LCMS-8050 pro referenční 2-MRM analýzu
• UHPLC Nexera s analytickou kolonkou Raptor Biphenyl (100 × 2,1 mm, 2,7 μm)
• LabSolutions Insight software pro vyhodnocení a reporting

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala vysokou linearitu (R2 > 0,99) a přesnost kalibračních standardů v rozmezí 87–120 %. Library hit skóre dosahovala hodnot nad 30–90 dle sloučeniny, podobně jako referenční iontové poměry zůstaly v toleranci. Kvantitativní výsledky MTS se shodovaly s konvenčním 2-MRM postupem (slope=0,9996; R2>0,99) u 24 krevních vzorků, přičemž MTS výrazně omezovalo falešné detekce.

Přínosy a praktické využití metody

• Jeden analytický běh pokrývá široké spektrum benzodiazepinů, opioidů, stimulantů a antipsychotik
• Úspora času a nákladů díky univerzálnímu postupu přípravy a analýzy
• Zvýšená jistota identifikace pomocí library search a sloučených MS/MS spekter
• Snadné nasazení v rutinní klinické toxikologii a forenzních laboratořích

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze dále rozšířit o nové látky přidáním do referenční knihovny, adaptovat pro jiné biologické matice nebo kombinovat s vysokorozlišovacími technikami a pokročilou datovou analýzou či umělou inteligencí pro plnou automatizaci vyhodnocení.

Závěr

Navržený MTS přístup spojuje rychlou přípravu vzorků, univerzální chromatografii a specifickou MS/MS detekci s library searchingem a poskytuje robustní a citlivý nástroj pro komplexní toxikologický screening.

Reference

• Sauvage FL, Gaulier JM, Lachâtre G, Marquet P. Pitfalls and Prevention Strategies for Liquid Chromatography–Tandem Mass Spectrometry in the Selected Reaction–Monitoring Mode for Drug Analysis. Clinical Chemistry. 2008;54(9):1519–1527.
• Poncelet L, El Balkhi S, Dulaurent S, Saint-Marcoux F. QuEChERS sample preparation prior to LC–MS/MS determination of benzodiazepines. Toxicologie Analytique et Clinique. 2016;28(3):201–210.
• Dulaurent S, El Balkhi S, Poncelet L, Gaulier JM, Marquet P, Saint-Marcoux F. QuEChERS sample preparation prior to LC-MS/MS determination of opiates, amphetamines, and cocaine metabolites in whole blood. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2016;408(5):1467–1474.
• Marquet P, Venisse M, Lacassie É, Lachâtre G. In-source ID mass spectral libraries for the general unknown screening of drugs and toxicants. Analusis. 2000;28:925–934.