A Triple Quadrupole GC/MS MRM Database for Forensic and Toxicological Workflows

Význam tématu

Systematická toxikologická analýza v forenzní praxi musí reagovat na neustále se měnící spektrum potenciálních toxikantů. Citlivá a selektivní detekce látek v nízkých koncentracích je klíčová pro spolehlivé vyšetření post-mortem vzorků či dopingových kontrol.

GC/TQ (trojitý kvadrupól GC/MS) s režimem MRM (multiple reaction monitoring) představuje moderní přístup s vyšší selektivitou a citlivostí než tradiční full scan GC/MS, což významně zlepšuje identifikaci a kvantifikaci forenzně relevantních sloučenin.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vytvořit a publikovat rozsáhlou databázi MRM přechodů pro forenzní a toxikologické workflow založenou na trojitopu kvadrupólu GC/TQ. Tato databáze má usnadnit vývoj screeningových a kvantitativních metod pro široké spektrum drog, benzodiazepinů, opioidů a dalších toxikantů.

Použitá instrumentace

Pro optimalizaci MRM přechodů byl využit chromatograf Agilent 7890B spojený s hmotnostním spektrometrem Agilent 7000 Series GC/TQ. Vývoj přechodů proběhl pomocí softwaru MassHunter Optimizer for GC/TQ (Start from Scan režim) a souvisejících modulů pro dekonvoluci a optimalizaci kolizních energií.

Použitá metodika

Postup zahrnoval:

• Akvizici full scan spekter pro identifikaci cílových látek.
• Detekci prekurzorových a produktových iontů a optimalizaci kolizních energií.
• Import a zpracování výsledků v MassHunter Unknowns Analysis se srovnáním se spektrální knihovnou.
• Export 1 794 MRM přechodů do CSV formátu a sestavení databáze.

Analyzovány byly neodvozené formy sloučenin i jejich trimethylsilylované a acetylované deriváty. Retenční časy byly uzamčeny k referenčnímu kokainu při 12,26 min, což umožnilo přesné sladění časů napříč instrumenty.

Hlavní výsledky a diskuse

Databáze obsahuje 175 položek (154 unikátních sloučenin): 123 neodvozených, 32 trimethylsilylovaných a 20 acetylovaných. Každá sloučenina má 3–12 optimalizovaných MRM přechodů, včetně kolizních energií a relativních iontových abundancí.

Při aplikaci na 25 archivovaných post-mortem vzorků krevní plazmy metoda MRM umožnila detekci všech cílových sloučenin, včetně látek na hranici detekce, které v režimu full scan unikly identifikaci. Například fentanyl byl kvantitativně stanoven na 1,7 ng/ml, kdežto ve full scan módu zůstal nepovšimnut.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zvýšení citlivosti a selektivity v porovnání s tradiční metodou full scan GC/MS.
• Zrychlení vývoje analytických metod díky předpřipravené databázi MRM přechodů.
• Možnost snadného navázání na existující pracovní postupy v laboratořích využívajících Agilent MassHunter GC/MS platformu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Databáze lze pravidelně aktualizovat o nové psychoaktivní látky a metabolity. Očekává se integrace s laboratorními informačními systémy (LIMS) a rozšíření o vysoce výkonné počítačové algoritmy pro automatizovanou optimalizaci kolizních energií. Dlouhodobě může být doplněna o HRMS (high-resolution MS) a nestandardní nekovalentní adukty.

Závěr

Vytvořená MRM databáze pro trojitý kvadrupól GC/TQ přináší robustní nástroj pro forenzní toxikologii, výrazně zrychluje a zpřesňuje detekci toxikantů v reálných vzorcích. Ve spojení s Agilent MassHunter platformou umožňuje laboratořím rychlou adaptaci na nové analyty a podporuje vysoce citlivé screeningové i kvantitativní analýzy.

Reference

1. Lokits K., Ciotti R., Diaz H. QuickProbe Dual Configurations for Forensic Workflows. Agilent Technologies Application Note 5994-6889EN, 2023.
2. Lokits K., Willey A. Evaluation of Hydrogen Carrier Gas and the Agilent HydroInert Source for Forensic Street Drug Analysis. Agilent Technologies Application Note 5994-6982EN, 2023.
3. Maurer H.H., Pfleger K., Weber A.A. Mass Spectral Library of Drugs, Poisons, Pesticides, Pollutants, and Their Metabolites, 3rd Edition, 2007.