Rapid Identification of Illicit Drug Substances Using Thermal Desorption Coupled with a Portable Toroidal Trap GC/MS System

Význam tématu

Rychlá a spolehlivá detekce nelegálních drog v terénu je klíčová pro včasné zásahy a zajištění bezpečnosti. Přenosné analytické přístroje umožňují okamžité získání výsledků přímo na místě, čímž se zkracuje doba vyšetření a minimalizuje logistika odesílání vzorků do laboratoře.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat možnost separace a identifikace šestnácti běžně zneužívaných látek využitím přenosného toroidního iontového pastového GC/MS systému PerkinElmer Torion T-9 v kombinaci s koilem mikrovystřikovací (CME) sondou. Studie kladla důraz na rychlost analýzy (do 10 minut) a použitelnost metody nevelkými zkušenostmi uživatele v terénu.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: směs 16 drog (60 μg/ml) připravená v methanolu.
Metoda vzorkování: CME s aplikací vzorku stříkačkou (0,5–10 μl) nebo ponořením koilu (~0,5 μl). Po nanesení následovalo vysušení 1–5 minut.
Chromatografické podmínky:

• Injektor splitless, teplota 275 °C
• Kolona Restek MXT-5, 5 m × 0,1 mm × 0,4 µm
• Program: 40 °C (20 s), rampou 1,25 °C/s na 300 °C (147 s), celkově 375 s

Hmotnostní spektrometrie:

• Toroidní iontová past, EI ionizace
• Rozsah 45–500 amu, teplota 160 °C
• Rozlišení <0,5 m/z, scan rychlost 10–15 scan/s
• Knihovna: vlastní databáze NIST s dekonvolučními algoritmy

Hlavní výsledky a diskuse

Podání 5 μl směsi (~300 ng na analyzované látky) umožnilo identifikaci všech 16 sloučenin s unikátními retenčními časy pro deset z nich. Dvě páry (hydrokodon/morfin a kanabinol/hydromorfon) koelují, ale rozdílné fragmentační spektrum je umožnilo dekonvolucí rozlišit. Metoda ponoření zanechala na CME nižší množství vzorku, vyžaduje však vyšší koncentraci (~10×) pro ekvivalentní signál.

Přínosy a praktické využití metody

• Celkový čas analýzy do 10 minut včetně přípravy
• Minimální požadavky na školení uživatele
• Možnost okamžité identifikace v terénu bez nutnosti laboratorních podmínek

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj lze směřovat k integraci modulů SPS-3 pro různé režimy vzorkování (HS, P&T, TD) a k využití pokročilejších knihoven a algoritmů strojového učení pro vyšší přesnost v komplexních směsích. Miniaturizace a automatizace přípravy vzorku umožní širší nasazení v bezpečnostních složkách a v klinické toxicologii.

Závěr

Prezentovaná kombinace CME a přenosného toroidního iontového pastového GC/MS umožňuje rychlou, spolehlivou a snadno ovladatelnou analýzu nelegálních drog přímo v terénu. Metoda nabízí vyvážený poměr rychlosti, citlivosti a selektivity pro šestnáct často zneužívaných látek.

Reference

1. Contreras J. A. et al. Hand-Portable Gas Chromatograph-Toroidal Ion Trap Mass Spectrometer (GC-TMS) for Detection of Hazardous Compounds. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 19(10), 1425–1434 (2008).
2. Truong T. V. et al. Trace Analysis in the Field Using Gas Chromatography-Mass Spectrometry. Scientia Chromatographica 6(1):13–26 (2014).
3. PerkinElmer Inc. Torion T-9 Portable GC/MS Product Note (2011).
4. Truong T. V. et al. The Applicability of Field-Portable GC–MS for the Rapid Sampling and Measurement of High-Boiling-Point Semivolatile Organic Compounds in Environmental Samples. Spectroscopy Magazine 14(3):20–26 (2016).
5. PerkinElmer Inc. SPS-3 Sample Preparation Module for Torion T-9 (2017).