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

Význam tématu

Systematická toxikologická analýza je klíčová v soudně-lékařských laboratořích, kde je třeba detekovat a kvantifikovat široké spektrum toxikantů při velmi nízkých koncentracích. Tradiční jednokvadrupólové GC/MS metody často nedostačují z hlediska citlivosti a selektivity. Aplikace triple kvadrupólové GC/MS (GC/TQ) v režimu MRM významně zvyšuje spolehlivost a jednotnost výsledků mezi různými pracovišti.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vytvořit databázi MRM přechodů pro 176 položek (154 unikátních látek) relevantních pro forenzní a toxikologické workflow. Databáze obsahuje až 12 přechodů na sloučeninu, optimalizovaná kolizní energie a je zpřístupněna jako CSV soubor pro rychlou konstrukci cílených screeningových a kvantitativních metod.

Použitá metodika

Vývoj MRM přechodů proběhl v Agilent MassHunter Optimizeru (verze ≥10.0) ve workflow "Start from scan data". K identifikaci prekurzorových iontů a produktových iontů se použilo plnoprofilové skenování (m/z 100–450). Postup zahrnoval:

• Import plnoprofilových dat do MassHunter Unknowns Analysis
• Vytvoření vlastního spektrálního knihovního záznamu
• Automatizovanou optimalizaci kolizních energií
• Export výsledných 1 803 MRM přechodů do CSV

Použitá instrumentace

• Agilent 7000 Series GC/TQ s EI zdrojem
• Agilent J&W DB-5ms kolona (30 m × 0,25 mm, 0,25 µm)
• Multimode MMI inlet při 275 °C, objem injekce 2 µL, heliový nosič ke konstantnímu průtoku 1,027 mL/min
• MassHunter GC/MS Data Acquisition verze ≥10.0
• MassHunter Optimizer pro GC/TQ

Hlavní výsledky a diskuse

Databáze obsahuje 176 záznamů rozdělených na 124 nederivátizovaných, 32 trimethylsilylovaných a 20 acetylovaných derivátů (např. benzodiazepiny, opioidy, antidepresiva). V testu na autentickém vzorku postmortální krve bylo při režimu MRM detekováno fentanyl (1,7 ng/mL), který v plnoprofilovém režimu unikl pozornosti. Díky vysoké selektivitě a citlivosti se výrazně snižuje riziko falešně negativních výsledků u stopových koncentrací.

Přínosy a praktické využití metody

Databáze umožňuje:

• Rychlou konstrukci cílených dMRM metod importem CSV
• Spolehlivé stanovení širokého spektra toxikantů
• Retrospektivní analýzu díky simultánnímu sběru full scan dat
• Standardizaci mezi laboratořemi a instrumenty

Budoucí trendy a možnosti využití

Prostor pro rozšíření databáze o nové drogy a metabolity, integraci AI-řízené optimalizace přechodů a předzpracování dat a propojení s multi-modálními platformami (LC/TQ, LC/HRMS) pro komplexní forenzní screening. Dále se očekává širší využití retrospektivních datových analýz a automatizovaných reportovacích nástrojů.

Závěr

Vytvořená GC/TQ MRM databáze představuje robustní nástroj pro cílené forenzní a toxikologické analýzy. Zjednodušuje vývoj metod, zvyšuje citlivost i selektivitu a nabízí jednotný rámec pro laboratorní praxi. Praktická aplikace potvrdila schopnost odhalit i ultra stopové koncentrace škodlivých látek tam, kde tradiční metody selhávají.

Reference

1. Lehrer M. The Role of Gas Chromatography/Mass Spectrometry. Clin. Lab. Med. 1998;18(4):631–49.
2. Wood M. et al. Recent applications of LC-MS in forensic science. J. Chromatogr. A. 2006;1130(1):3–15.
3. Agilent Technologies. Forensic Toxicology tMRM Database for triple quadrupole LC/MS. Application note, 2023.
4. Lokits K., Ciotti R., Diaz H. QuickProbe dual configurations for forensic workflows. Agilent application note 5994-6889EN, 2023.
5. Lokits K., Willey A. Evaluation of hydrogen carrier gas and HydroInert source. Agilent 5994-6982EN, 2023.
6. Andrianova A. et al. Automated MRM method development for US EPA Method 8270. Agilent 5994-2086EN, 2020.
7. Andrianova A. et al. Automated MRM method development for pesticides in cannabis. Agilent 5994-2087EN, 2020.
8. Maurer H.H., Pfleger K., Weber A.A. Mass spectral library of drugs, poisons, pesticides, pollutants, and their metabolites, 3rd ed., Wiley-VCH, 2007.