GC-MS-IRMS: Undisputable results by coupling of GC-IRMS with high-resolution mass spectrometry for final confirmation in sports drug testing
Aplikace | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Analýza 13C/12C izotopových poměrů anabolických steroidů hraje klíčovou roli při prokazování umělého podání hormonů v antidopingové kontrole. Tradiční GC-IRMS dovoluje odlišit endogenní steroidy od syntetických analogů na základě rozdílů v izotopových poměrech vyplývajících z izotopové frakcionace rostlinného materiálu. Pro eliminaci interferencí a potvrzení identity látek je však žádoucí zkombinovat informace o struktuře a přesné hmotnosti získané z vysokorozlišeného GC-MS systému.
Studie demonstruje hyphenaci systémů Thermo Scientific GC-IRMS (Delta V™ nebo 253 Plus™) s Orbitrapovým Q Exactive GC™, propojeným s Trace™ 1310 GC. Cílem je simultánně získat kvantitativní izotopové údaje (δ13C) a vysoce selektivní kvalitativní/kvantitativní informace o analýze steroidů v jednom běhu, čímž se zvýší spolehlivost potvrzování pozitivních nálezů v dopingových testech.
Pro izolaci steroidů z moče byla použita kombinace SPE, LLE a dvoustupňové HPLC frakcionace (7 frakcí obsahujících klíčové steroidy: TESTO, 5α-DIOL, 5β-DIOL, ETIO, DHEA, …). Derivativizace na acetáty zlepšila chromatografické vlastnosti.
Ve výkresech IRMS byl zachycen chromatogram frakce 11-KETO a zároveň signál m/z 44 s odpovídajícím izotopovým poměrem 45/44 pro ověření čistoty piku. Systém dovolil sledovat δ13C hodnoty TESTO, 5α-DIOL a 5β-DIOL po administraci 30 mg testosteronu u dobrovolníka až do 24 h. Rozdíly mezi target compounds (TC) a endogenními referenčními sloučeninami (ERC) dosahovaly >3 ‰, což splňuje kritéria WADA. Orbitrapová MS část potvrdila identitu píků pomocí vysoké hmotnostní přesnosti (<2 ppm) a srovnání se spektrem NIST. Nežádoucí koeluce byly odhalitelné díky narušenému izotopovému průběhu v GC-IRMS.
Metoda umožňuje v jediném běhu získat:
Výsledkem je spolehlivější potvrzování pozitivních nálezů v dopingových laboratořích akreditovaných WADA.
Systém vysokorozlišeného GC-MS/IRMS lze aplikovat pro non-target screening nových metabolitů a dopingových látek, retrospektivní vyhledávání sloučenin a rozšíření do forenzních či environmentálních studií. Využití vysoké hmotnostní přesnosti a dlouhé detekční okno nabízí potenciál pro rozvoj metod v regulatorním i neregulačním prostředí.
Propojení GC-IRMS se systémem Q Exactive GC Orbitrap výrazně zvyšuje spolehlivost dopingové analýzy kombinací izotopových dat s vysokou selektivitou a hmotnostní přesností. Umožňuje potvrdit čistotu píků i identitu minoritních koelujících sloučenin v jednom měření, čímž zlepšuje kvalitu a důvěryhodnost výsledků v praxi.
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Orbitrap
ZaměřeníForenzní analýza a toxikologie, Klinická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Analýza 13C/12C izotopových poměrů anabolických steroidů hraje klíčovou roli při prokazování umělého podání hormonů v antidopingové kontrole. Tradiční GC-IRMS dovoluje odlišit endogenní steroidy od syntetických analogů na základě rozdílů v izotopových poměrech vyplývajících z izotopové frakcionace rostlinného materiálu. Pro eliminaci interferencí a potvrzení identity látek je však žádoucí zkombinovat informace o struktuře a přesné hmotnosti získané z vysokorozlišeného GC-MS systému.
Cíle a přehled studie / článku
Studie demonstruje hyphenaci systémů Thermo Scientific GC-IRMS (Delta V™ nebo 253 Plus™) s Orbitrapovým Q Exactive GC™, propojeným s Trace™ 1310 GC. Cílem je simultánně získat kvantitativní izotopové údaje (δ13C) a vysoce selektivní kvalitativní/kvantitativní informace o analýze steroidů v jednom běhu, čímž se zvýší spolehlivost potvrzování pozitivních nálezů v dopingových testech.
Použitá metodika a instrumentace
Pro izolaci steroidů z moče byla použita kombinace SPE, LLE a dvoustupňové HPLC frakcionace (7 frakcí obsahujících klíčové steroidy: TESTO, 5α-DIOL, 5β-DIOL, ETIO, DHEA, …). Derivativizace na acetáty zlepšila chromatografické vlastnosti.
- GC IsoLink II konverzní jednotka (kombustní a vysokoteplotní převod na CO2, H2O)
- IRMS: Delta V Plus nebo 253 Plus (m/z 44, 45, 46 na Faradayových detektorech)
- GC-MS: Q Exactive GC Orbitrap s EI ionizací, rozlišení 120 000 (FWHM), rozsah m/z 50–600
- GC: Thermo Scientific Trace 1310 s kapilární kolonkou TraceGold TG-5MS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm)
- Autosampler: TriPlus RSH, splitless injekce, režim 1 µL, He 1,5 mL/min
Hlavní výsledky a diskuse
Ve výkresech IRMS byl zachycen chromatogram frakce 11-KETO a zároveň signál m/z 44 s odpovídajícím izotopovým poměrem 45/44 pro ověření čistoty piku. Systém dovolil sledovat δ13C hodnoty TESTO, 5α-DIOL a 5β-DIOL po administraci 30 mg testosteronu u dobrovolníka až do 24 h. Rozdíly mezi target compounds (TC) a endogenními referenčními sloučeninami (ERC) dosahovaly >3 ‰, což splňuje kritéria WADA. Orbitrapová MS část potvrdila identitu píků pomocí vysoké hmotnostní přesnosti (<2 ppm) a srovnání se spektrem NIST. Nežádoucí koeluce byly odhalitelné díky narušenému izotopovému průběhu v GC-IRMS.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje v jediném běhu získat:
- absolutní izotopové poměry pro prokazování syntetického původu
- přesnou strukturální identifikaci minoritních a koelujících látek
- vysokou citlivost a selektivitu bez nutnosti samostatných analýz
Výsledkem je spolehlivější potvrzování pozitivních nálezů v dopingových laboratořích akreditovaných WADA.
Budoucí trendy a možnosti využití
Systém vysokorozlišeného GC-MS/IRMS lze aplikovat pro non-target screening nových metabolitů a dopingových látek, retrospektivní vyhledávání sloučenin a rozšíření do forenzních či environmentálních studií. Využití vysoké hmotnostní přesnosti a dlouhé detekční okno nabízí potenciál pro rozvoj metod v regulatorním i neregulačním prostředí.
Závěr
Propojení GC-IRMS se systémem Q Exactive GC Orbitrap výrazně zvyšuje spolehlivost dopingové analýzy kombinací izotopových dat s vysokou selektivitou a hmotnostní přesností. Umožňuje potvrdit čistotu píků i identitu minoritních koelujících sloučenin v jednom měření, čímž zlepšuje kvalitu a důvěryhodnost výsledků v praxi.
Reference
- WADA Technical Document, TD2016IRMS.
- Piper T., Mareck U., Geyer H., Flenker U., Thevis M., Platen P., Schänzer W. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2008, 22, 2161.
- Piper T., Thomas A., Thevis M., Saugy M. Drug Test. Analysis 2012, 4, 717.
- Docherty G., Jones V., Evershed R. P. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2001, 15, 730.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
A unique tool for metabolite research Q Exactive GC coupled with IRMS (QE GC-IRMS)
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 30402 A unique tool for metabolite research Q Exactive GC coupled with IRMS (QE GC-IRMS) Authors Goal Dieter Juchelka and Jens GriepRaming, Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany Isotopically labeled metabolites and their corresponding structural information can simultaneously be…
Klíčová slova
irms, irmsexactive, exactivemetabolites, metabolitesisotope, isotopemetabolite, metaboliteunconjugated, unconjugatedstructural, structuralmass, masssteroids, steroidsmetabolism, metabolismconflo, confloratio, ratiodeuterium, deuteriumconversion, conversionthermo
Detection of synthetic forms of endogenous anabolic androgenic steroids by GC-C-IRMS
2016|Agilent Technologies|Aplikace
APPLICATION NOTE Detection of synthetic forms of endogenous anabolic androgenic steroids by GC-C-IRMS Introduction Compound-specific stable carbon isotope analysis of urinary extracts is a technique that forms part of the standard analysis for doping control as required by the World…
Klíčová slova
steroids, steroidstestosterone, testosteroneisotope, isotopeurinary, urinaryanthrovision, anthrovisionpgdiol, pgdiolandrogenic, androgenicwada, wadaanabolic, anabolicendogenous, endogenousvolunteer, volunteermetabolites, metabolitesdhea, dheaerc, ercstable
How do isotope fingerprints support doping control investigations?
2018|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Isotope Ratio Mass Spectrometry SmartNotes How do isotope fingerprints support doping control investigations? While motivated to mark new records with each competition, athletes are more than ever aware of anti-doping policies, rules and regulations. Authorities depend on accurate analysis without…
Klíčová slova
isotope, isotopedoping, dopingirms, irmscarbon, carbonfingerprints, fingerprintssteroids, steroidsanabolic, anabolicfingerprint, fingerprintandrogenic, androgenicwada, wadacontrol, controlcompounds, compoundsmetabolites, metabolitesinvestigations, investigationslaboratories
GC-IRMS: Combat emerging threats in drug abuse with isotope fingerprints
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION BRIEF 30520 GC-IRMS: Combat emerging threats in drug abuse with isotope fingerprints Authors Introduction Mario Tuthorn, Dieter Juchelka Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany Drugs in body are converted in metabolites. These metabolites are removed from body in different ways…
Klíčová slova
fingerprints, fingerprintsisotope, isotopemetabolites, metabolitesirms, irmshydrogen, hydrogenadministration, administrationaccelerates, accelerateslabeled, labeleddeuterium, deuteriumabuse, abusedrug, drugmetabolite, metaboliteomitting, omittingisolink, isolinkknowing