Analysis of Major Psychoactive Compounds in Nutmeg Using GC-MS/MS

Význam tématu

Výzva analýzy psychoaktivních složek muškátového oříšku se zvyšuje v souvislosti s rostoucím zneužíváním této kořeniny. Safrol, myristicin a elemicin mohou vyvolat halucinace a nežádoucí účinky včetně nevolnosti, tachykardie či komatózního stavu. Přesné stanovení krevních hladin těchto sloučenin je klíčové pro forenzní a klinickou toxikologii i pro posouzení bezpečnosti konzumentů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a validovat rychlou metodu pro detekci a kvantifikaci safrolu, myristicinu a elemicinu v lidské krvi. Metoda byla aplikována na pacientský případ akutního otrávení muškátovým oříškem a sledovány časové změny hladin psychoaktivních látek.

Použitá metodika a instrumentace

• Extrakce pomocí MonoSpin® C18 FF kartuše: prekondicionovaná ethylacetátem, methanolem a vodou.
• Analytická technika: GC-MS/MS (Shimadzu GCMS-TQ™ 8040 NX) v MRM režimu.
• Chromatografické podmínky: kolona SH-I 5Sil MS, program teploty od 60 °C do 320 °C, splitless injekce, heliová nosná fáze.
• Detekce: EI ionizace (70 eV), MRM přechody pro safrol (m/z 162→104), myristicin (192→161), elemicin (208→193) a interní standard meconin-d3 (197→177).
• Kvantifikace: kalibrační křivka v rozmezí 0,5–300 ng/mL, vážená lineární regrese (1/x2), meconin-d3 jako IS.

Hlavní výsledky a diskuse

• LOD a LOQ se pohybovaly mezi 0,14–0,16 ng/mL a 0,5 ng/mL.
• Linearity kalibračních křivek: r² = 0,996–0,997 (0,5–300 ng/mL).
• Preciznost (%RSD): intra-denní i inter-denní v rozmezí 2,4–11 %; bias −2,6 až 2,1 %.
• Obnova a matrix efekt: 79–95 % (nízká i vysoká koncentrace), procesní efektivita >80 %.
• Stabilita: zamraz-rozmraz cykly, dlouhodobé skladování i stabilita zpracovaných vzorků – zůstal >95 % původních hodnot.
• Pacientský případ: počáteční hladiny 8 h po požití: safrol 16,7 ng/mL, myristicin 388 ng/mL, elemicin 844 ng/mL.
• Časový pokles koncentrací na 93,7 h po přijetí: safrol ~0,5 ng/mL, myristicin 7,1 ng/mL, elemicin ~0,3 ng/mL.
• Vypočtené biologické poločasy: safrol 19,2 h, myristicin 16,9 h, elemicin 8,5 h.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí vysokou citlivost i selektivitu a vyžaduje minimální přípravu vzorku. Je vhodná pro toxikologická vyšetření v klinické praxi, forenzní analýzu a farmakokinetické studie psychoaktivních složek muškátového oříšku.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření panelu analyzovaných látek o metabolity a další drogy zneužívané rekreačně.
• Automatizace přípravy vzorku a vysokopropustné platformy pro větší počet vzorků.
• Integrace výsledků s high-resolution MS pro odhalování nových cizorodých látek.
• Doplnění o in vivo a in vitro studie metabolismu k lepšímu modelování toxikokinetiky.

Závěr

Vyvinutá GC-MS/MS metoda s MonoSpin® extrakcí prokázala vysokou spolehlivost při stanovení safrolu, myristicinu a elemicinu v lidské krvi. Validace potvrzuje výborné analytické parametry a aplikace na reálný případ otravy muškátovým oříškem poskytla nové toxikokinetické údaje.

Reference

• R.R. Atherton, The ‘Nutmeg Challenge’: a dangerous social media trend, Arch. Dis. Child. 106 (2021) 517–518.
• B. Flam, E. Bendz, M. Jonsson Fagerlund, J. Höjer, Seizures associated with intentional severe nutmeg intoxication, Clin. Toxicol. 53 (2015) 917.
• A.K. Demetriades et al., Low cost, high risk: accidental nutmeg intoxication, Emerg. Med. J. 22 (2005) 223–225.
• B.D. Kelly et al., Nutmeg and psychosis, Schizophr. Res. 60 (2003) 95–96.
• B.C. Sangalli, W. Chiang, Toxicology of nutmeg abuse, J. Toxicol. Clin. Toxicol. 38 (2000) 671–678.
• G.I. Quin et al., Nutmeg intoxication, J. Accid. Emerg. Med. 15 (1998) 287–288.
• N. Brenner et al., Chronic nutmeg psychosis, J. R. Soc. Med. 86 (1993) 179–180.
• G. Lavy, Nutmeg intoxication in pregnancy. A case report, J. Reprod. Med. 32 (1987) 63–64.
• J.E. Roeters van Lennep et al., Unintentional nutmeg autointoxication, Neth. J. Med. 73 (2015) 46–48.
• J.H. Scholefield, Nutmeg — an unusual overdose, Arch. Emerg. Med. 3 (1986) 154–155.
• J. Reynoard et al., Nutmeg poisoning: Ten years (2008–2018) of experience, Presse Med. 48 (2019) 994–996.
• J.E. Ehrenpreis et al., Nutmeg poisonings: a retrospective review, J. Med. Toxicol. 10 (2014) 148–151.
• D.G. Barceloux, Nutmeg (Myristica fragrans Houtt.), Dis. Mon. 55 (2009) 373–379.
• S.D. Carstairs, F.L. Cantrell, Analysis of nutmeg exposures in California, Clin. Toxicol. 49 (2011) 177–180.
• U. Stein et al., Nutmeg poisoning—report on a fatal case, Forensic Sci. Int. 118 (2001) 87–90.
• N.A.A. Rahman et al., Toxicity of nutmeg (myristicin): A review, Int. J. Adv. Sci. Eng. Inf. Technol. 5 (2015) 212–215.
• K. Medagoda, A family with nutmeg poisoning, Natl. Med. J. India 35 (2022) 187.
• A.R. Cushny, Nutmeg Poisoning, Proc. R. Soc. Med. 1 (1908) 39–44.
• M.A. Neukamm et al., Detection of nutmeg abuse by GC-MS, J. Anal. Toxicol. 44 (2020) 103–108.
• J. Beyer et al., Studies on metabolism and detection, Ther. Drug Monit. 28 (2006) 568–575.
• M.S. Benedetti et al., Absorption, metabolism and excretion of safrole, Toxicology 7 (1977) 69–83.
• S.K. Manier et al., Abuse of nutmeg seeds: LC-MS techniques?, Drug Test. Anal. 13 (2021) 1440–1444.
• A.L. Dawidowicz, M.P. Dybowski, Determination of myristicin in human serum, Forensic Toxicol. 31 (2013) 119–123.
• M.K. Woźniak et al., GC-MS/MS method for amphetamines and cathinones, Forensic Toxicol. 38 (2020) 42–58.
• L. Rivier, Criteria for identification by LC-MS, Anal. Chim. Acta 492 (2003) 69–82.
• F.T. Peters et al., Validation of new methods, Forensic Sci. Int. 165 (2007) 216–224.
• B.K. Matuszewski et al., Assessment of matrix effect in HPLC-MS/MS, Anal. Chem. 75 (2003) 3019–3030.