Characterization and Classification of Heroin from Illicit Drug Seizures Using the Agilent 7200 GC/Q-TOF
Aplikace | 2014 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Rozlišování původu uliční heroinu je klíčové pro forenzní vyšetřování a potírání nelegálního obchodu s drogami. Analýza složení vzorků umožňuje identifikovat charakteristické chemické otisky prstů jednotlivých distribučních sítí a usnadňuje spojení zajištěných vzorků s konkrétními kriminálními skupinami. Použití vysokoresolučního GC/Q-TOF se ukázalo jako efektivní nástroj pro nestrukturovanou (untargeted) analýzu komplexních matric heroinu.
Studie si kladla za cíl rozlišit vzorky uličního heroinu ze 22 různých zadržení a vytvořit predikční model, který dokáže s vysokou přesností přiřadit neznámý vzorek do jedné ze dvou identifikovaných skupin. K tomu byly využity statistické nástroje v softwaru Agilent Mass Profiler Professional (MPP).
Vzorky heroinu byly extrahovány chloroformem a ošetřeny ethylaminem pro odstranění přídatných látek. Analýza probíhala na sestavě Agilent 7890B GC spřažené s Agilent 7200 Series GC/Q-TOF.
Chromatografická dekonvoluce a dešifrování dat proběhly v MassHunter Quantitative a Qualitative Analysis. Identifikace a potvrzení vzorců probíhala pomocí NIST11 knihovny, generátoru molekulárních vzorců (MFG) a anotace fragmentů (FFA).
Při rozboru 55 vzorků bylo detekováno přes 50 přírodních alkaloidů a další farmakologicky aktivní sloučeniny (kofein, dextromethorphan, tolycain). Analýza poměrů alkaloidů ukázala rozdělení do dvou hlavních skupin. PCA a hierarchické seskupování (HCA) potvrzují výrazné odlišení na základě minoritních složek. Volcano plot identifikoval klíčové markery (např. hydrocotarnin, dihydromorphinone vs. meconin, papaverin). Nakonec byl sestaven rozhodovací strom (Decision Tree) pro klasifikaci skupin, s přesností 91,7 % pro skupinu 1 a 100 % pro skupinu 2 při validaci na 31 tréninkových a 6 testovacích vzorcích.
Metoda umožňuje:
Budoucí vývoj směřuje k integraci MS/MS experimentů pro potvrzení struktur markantů, využití vysokovýkonných datových platforem a strojového učení pro zvýšení automatizace a přesnosti. Potenciál vidíme i v přenosných GC/Q-TOF systémech a v kombinaci s dalšími technikami (LC-MS, infračervená spektroskopie) pro komplexní forenzní charakterizaci.
Untargeted GC/Q-TOF analýza ve spojení s pokročilou chemometrickou analýzou je vysoce efektivní pro rozlišení původu uličního heroinu. Kombinace přesné hmotnostní informace a statistického modelu nabízí hodnotný nástroj pro forenzní praxi s vysokou predikční schopností.
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Q-TOF
ZaměřeníForenzní analýza a toxikologie
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Rozlišování původu uliční heroinu je klíčové pro forenzní vyšetřování a potírání nelegálního obchodu s drogami. Analýza složení vzorků umožňuje identifikovat charakteristické chemické otisky prstů jednotlivých distribučních sítí a usnadňuje spojení zajištěných vzorků s konkrétními kriminálními skupinami. Použití vysokoresolučního GC/Q-TOF se ukázalo jako efektivní nástroj pro nestrukturovanou (untargeted) analýzu komplexních matric heroinu.
Cíle a přehled studie
Studie si kladla za cíl rozlišit vzorky uličního heroinu ze 22 různých zadržení a vytvořit predikční model, který dokáže s vysokou přesností přiřadit neznámý vzorek do jedné ze dvou identifikovaných skupin. K tomu byly využity statistické nástroje v softwaru Agilent Mass Profiler Professional (MPP).
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky heroinu byly extrahovány chloroformem a ošetřeny ethylaminem pro odstranění přídatných látek. Analýza probíhala na sestavě Agilent 7890B GC spřažené s Agilent 7200 Series GC/Q-TOF.
- Kolona HP-5MS (30 m × 0,25 mm, tloušťka filmu 0,25 µm)
- Injekční objem: 0,3 µL; split 400:1 (pro hlavní složky), 30:1 (pro minoritní složky)
- Teplotní program pece: 100 °C (1 min), 10 °C/min do 280 °C (3 min), 10 °C/min do 300 °C (5 min)
- Prenosová linka 290 °C, ionizační režim EI; zdroj 230 °C, kvadrupól 150 °C
- Rozsah skenování 50–500 m/z, akvizice 5 Hz v režimu centroid i profil
Chromatografická dekonvoluce a dešifrování dat proběhly v MassHunter Quantitative a Qualitative Analysis. Identifikace a potvrzení vzorců probíhala pomocí NIST11 knihovny, generátoru molekulárních vzorců (MFG) a anotace fragmentů (FFA).
Hlavní výsledky a diskuse
Při rozboru 55 vzorků bylo detekováno přes 50 přírodních alkaloidů a další farmakologicky aktivní sloučeniny (kofein, dextromethorphan, tolycain). Analýza poměrů alkaloidů ukázala rozdělení do dvou hlavních skupin. PCA a hierarchické seskupování (HCA) potvrzují výrazné odlišení na základě minoritních složek. Volcano plot identifikoval klíčové markery (např. hydrocotarnin, dihydromorphinone vs. meconin, papaverin). Nakonec byl sestaven rozhodovací strom (Decision Tree) pro klasifikaci skupin, s přesností 91,7 % pro skupinu 1 a 100 % pro skupinu 2 při validaci na 31 tréninkových a 6 testovacích vzorcích.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje:
- Rychlou identifikaci původu heroinu a spojení zajištěných vzorků se sítí distribuce.
- Forenzní podporu při vyšetřování trestných činů spojených s pašováním drog.
- Rozšíření databází chemoprofilů pro mezinárodní spolupráci mezi vyšetřovacími orgány.
Budoucí trendy a možnosti využití
Budoucí vývoj směřuje k integraci MS/MS experimentů pro potvrzení struktur markantů, využití vysokovýkonných datových platforem a strojového učení pro zvýšení automatizace a přesnosti. Potenciál vidíme i v přenosných GC/Q-TOF systémech a v kombinaci s dalšími technikami (LC-MS, infračervená spektroskopie) pro komplexní forenzní charakterizaci.
Závěr
Untargeted GC/Q-TOF analýza ve spojení s pokročilou chemometrickou analýzou je vysoce efektivní pro rozlišení původu uličního heroinu. Kombinace přesné hmotnostní informace a statistického modelu nabízí hodnotný nástroj pro forenzní praxi s vysokou predikční schopností.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
DLLME-Gas Chromatography-QuadrupoleTime-of-Flight Mass Spectrometry for Classification of Botanical Origin of Chinese Honey
2016|Agilent Technologies|Postery
DLLME-Gas Chromatography-Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry for Classification of Botanical Origin of Chinese Honey Experimental Introduction Results and Discussion Honey Sample Data Extraction Data Filtering PLS-DA Predictive Model Compound Identification 24 honey samples, including rape flower, acacia, linden and vitex honey,…
Klíčová slova
honey, honeybotanical, botanicallinden, lindenvitex, vitexacacia, acaciadllme, dllmerape, rapeorigins, originsvolatile, volatilempp, mpptof, tofprediction, predictionflower, flowermodel, modelwere
Metabolomics of Opiate-Induced Changes in Murine Brain by GC/Q-TOF
2013|Agilent Technologies|Aplikace
Metabolomics of Opiate-Induced Changes in Murine Brain by GC/Q-TOF Application Note Metabolomics Authors Abstract Manhong Wu, Ming Zheng, A study was performed to elucidate opiate-induced metabolic changes in murine David Clark, and Gary Peltz brain. The EI MS, EI MS/MS,…
Klíčová slova
morphine, morphinemetabolomics, metabolomicsmass, massaxis, axisopiate, opiatecharge, chargecounts, countsmurine, murinecorrelator, correlatormsc, mscfold, foldformula, formulausing, usinghydroxyglutaric, hydroxyglutaricempirical
Improving Efficiency in the Forensics Laboratory: Introducing a New Controlled Substances Analyzer
2017|Agilent Technologies|Aplikace
Improving Efficiency in the Forensics Laboratory: Introducing a New Controlled Substances Analyzer Application Note Authors Abstract Sarah Keeling and Francis Diamond Forensic chemists are faced with the challenge of analyzing a multitude of sample NMS Labs types to identify controlled…
Klíčová slova
findings, findingsnumber, numberpositive, positivehelium, heliumhydrogen, hydrogencases, casesdrs, drstotal, totalanalyzed, analyzedheroin, heroincompound, compoundidentified, identifiedamdis, amdisdata, datapropylamphetamine
Agilent 7200B Series GC/Q-TOF
2014|Agilent Technologies|Brožury a specifikace
Agilent 7200B Series GC/Q-TOF RESOLVE YOUR MOST CHALLENGING APPLICATIONS THE AGILENT 7200B SERIES GC/Q-TOF RESOLVE YOUR SEARCH FOR BOTH TARGETS AND UNKNOWNS Agilent 7200B Series GC/Q-TOF: expanding on the world’s leading GC/Q-TOF The Agilent 7200B GC/Q-TOF provides enhanced capabilities with:…
Klíčová slova
nad, nadmass, massagilent, agilenttof, tofaccurate, accurateyour, youraxis, axisspectra, spectraion, ionyou, younadp, nadpindustry, industryapplications, applicationsunknown, unknownions