The Best of Both Worlds: LC/Q-TOF as a Method to Detect a Targeted List of 35 Drugs and Metabolites in Urine with Retrospective Data Mining Capabilities

Význam tématu

Analýza drog a jejich metabolitů v biologických matricích je klíčová v klinickém výzkumu i forenzní toxikologii. Moderní vysokorozlišující LC/Q-TOF hmotnostní spektrometrie významně zvyšuje přesnost identifikace látek díky kombinaci přesné hmotnosti, fragmentačních spekter, retention time a izotopických vzorců. Rychlý screening a retrospektivní vyhledávání poskytuje flexibilitu při detekci známých i neznámých sloučenin.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout metodiku pro současné screeningové i konfirmační stanovení 35 drog a jejich metabolitů v moči jedinkou injekcí. Studie demonstruje využití dualní identifikace (fragmentační vzor + přesná hmotnost + retence + izotopická věrnost), která eliminuje potřebu dodatečné LC/MS/MS konfirmace a umožňuje zpětné datové dolování neznámých analytů.

Použitá metodika

Pro přípravu vzorků byly použity:

• 200 µL moče, buffer NaHCO₃ s interními standardy a resorufin glukuronidem
• inkubace s β-glukuronidázou při pokojové teplotě (15 minut)
• čištění na SLE+ 96-well desce, eluce etylacetátem, vysušení dusíkem
• rekonstituce ve směsi mobilních fází A/B (90:10)

Kvantifikace byla provedena jednoprvkovou kalibrací přes nulový bod podle stanovených cutoff limitů (rozmezí 2–400 ng/mL).

Použitá instrumentace

• UHPLC Agilent 1290 Infinity II s kolonkou Poroshell 120 EC-C18 (2.1×50 mm, 2.7 µm) při 60 °C, gradient 10→95 % methanolu, průtok 1 mL/min
• Q-TOF Agilent 6550 s pozitivní ESI, AutoMS/MS, přesná hmotnost (MS 100–1000 m/z, MS/MS 50–500 m/z), akviziční rychlost 8 spekter/s (MS) a 4 spektra/s (MS/MS)

Hlavní výsledky a diskuse

Reanalýza 160 anonymizovaných vzorků (původně analyzovaných na Agilent 6230 TOF) prokázala vynikající korelaci výsledků. LC/Q-TOF detekoval navíc nízké koncentrace zolpidemu a 7-aminoclonazepamu pod původními cutoffy a identifikoval další metabolity. V devíti případech, které dříve vyžadovaly potvrzení LC/MS/MS, nový Q-TOF systém poskytl validní fragmentační spektra bez nutnosti dalších analýz.

Přínosy a praktické využití metody

• Zkrácení doby analýzy na 3,3 minuty pro 35 cílových látek
• Eliminace potřeby opakovaných injekcí a externí LC/MS/MS konfirmace
• Možnost retrospektivního vyhledávání dalších sloučenin v akumulovaných datech
• Vysoká specifita díky kombinaci přesné hmotnosti, fragmentačních vzorů, retence a izotopických kritérií

Budoucí trendy a možnosti využití

Metoda otevírá cestu k širšímu nasazení vysokorozlišující hmotové spektrometrie pro rutinní toxikologii a dopingové kontroly. Dalšími kroky jsou rozšíření knihovny fragmentačních spekter, automatizace přípravy vzorků a využití strojového učení pro pokročilou retrospektivní analýzu.

Závěr

Vyvinutá LC/Q-TOF metoda poskytuje rychlý, citlivý a spolehlivý screening i konfirmaci drog v moči. Kombinace přesné hmotnosti a fragmentačních vzorů minimalizuje falešně pozitivní výsledky a potřebu dodatečných analýz, čímž významně zefektivňuje workflow v klinické a forenzní toxikologii.

Reference

• McMillin GA a kol. Hybridní přístup k testování drog v moči pomocí vysokorozlišující hmotové spektrometrie a vybraných imunotestů. Am. J. Clin. Pathol. 2015;143(2):234–240.