Spice Wars—Are You Battle Ready? Analysis of Synthetic Cannabinoids Using an HR-CI Source Operated in EI and CI Modes

Význam tématu

Možnost rychlé a spolehlivé identifikace syntetických kanabinoidů se stala klíčovou v boji proti nelegálním psychotropním látkám. Tyto sloučeniny se často objevují v produktech prodávaných jako tzv. legal highs, přičemž jejich složení se neustále mění. Vysoká přesnost a rozlišení hmotnostních spektrometrů umožňuje detekci nově vznikajících derivátů, které unikají standardním testům.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout efektivní workflow pro identifikaci známých i dosud neznámých syntetických kanabinoidů ve vzorcích zajištěných forenzními laboratořemi. Propojení rychlé extrakce, plynové chromatografie s vysokým rozlišením a přesnou hmotností (GC-HRT) s dovybavením HR-CI ionizačním zdrojem poskytlo komplexní data pro databázové vyhledávání a stanovení molekulárních vzorců.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky (cca 30 mg botanického materiálu) byly extrahovány směsí CHCl3/MeOH (2:1) za použití vortexu a ultrazvukové lázně. Po filtraci byly analyzovány na Pegasus GC-HRT, kde bylo v jednom běhu získáno jak EI, tak CI spektrum. Data byla dekonvoluována a porovnána s knihovnami Wiley, NIST i specializovanými zdroji.

Použitá instrumentace

• Chromatograf: Agilent 7890 s MPS2 autosamplerem
• Kolona: Rxi-5 MS, 30 m × 0,25 mm i.d. × 0,25 µm
• Teplotní program: 50 °C (1 min) → 300 °C @ 50 °C/min (5 min)
• Ionizační zdroj: HR-CI s režimy EI (250 °C) a CI (200 °C, NH3/CH4)
• Rozlišení: R = 25 000 (FWHM), přesnost < 1 ppm
• Rozsah m/z: 35–510 (EI), 60–510 (CI)
• Akvizice: 10 spekter/s

Hlavní výsledky a diskuse

V prvním vzorku byl v AIC detekován XLR-11, jeho 4-fluoro izomer a dosud neznámá sloučenina. Na základě fragmentačních iontů a přesné hmotnosti (m/z 331.21276) byla neznámá látka identifikována jako AB-Pinaca. Druhý vzorek („White Tiger“) obsahoval hlavní komponentu, která nebyla v obecných knihovnách. Analýza fragmentů m/z 312.20697, 241.13353 a 145.03955 spolu s CI spektrem potvrdila AB-Chminaca.

Přínosy a praktické využití metody

Workflow EI/CI-HRT umožňuje:

• Rychlou oddělovací analýzu více látek ve vzorku
• Spolehlivou identifikaci známých i nových derivátů díky přesné hmotnosti
• Retrospektivní databázové vyhledávání při rozšíření knihoven

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj se očekává v oblasti integrace pokročilých databází a umělé inteligence pro automatizované návrhy struktur. Rozšíření HR-CI zdrojů o nové reagenční plyny a vylepšení chromatografických metod může zvýšit selektivitu a schopnost detekce stopových koncentrací.

Závěr

Vyvinuté workflow spojující rychlou extrakci a GC-HRT s HR-CI ionizací poskytuje robustní a efektivní nástroj pro forenzní i regulační laboratoře. Vysoké rozlišení a přesná hmotnost zajišťují spolehlivou identifikaci i dosud neznámých syntetických kanabinoidů.

Reference

• Presley B.C. et al. Analysis of Synthetic Cannabinoids in Botanical Material: A Review of Analytical Methods and Findings. Forensic Science Review 2013, 25, 27–46
• Krasowski M.D., Ekins S. Using cheminformatics to predict cross reactivity of designer drugs to their available immunoassays. Journal of Cheminformatics 2014, 6:22
• Chemspider database, accessed 12/2014
• Cayman Chemical database, accessed 12/2014
• SWGDRUG website, accessed 12/2014