Feasibility of Extraction and Quantitation of Δ9-Tetrahydrocannabinol in Body Fluids by Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) and GC/MS

Význam tématu

Detekce Δ9-tetrahydrokanabinolu (THC) v orálních tekutinách nabízí rychlou a neinvazivní metodu pro screening užívání konopí přímo na pracovišti. Nízký potvrzovací limit 2,0 ng/mL dle revidovaných směrnic DHHS představuje výzvu pro běžné GC-MS techniky a vyžaduje vysoce citlivé postupy extrakce a analýzy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo ověřit proveditelnost extrakce THC z vodného roztoku orální tekutiny metodou Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) a jeho kvantifikace pomocí termické desorpce a standardního GC-MS (EI) s detekčním limitem pod 1,0 ng/mL. Studie zahrnovala optimalizaci extrakčních podmínek, termodesorpčního režimu a chromatografického rozlišení.

Použitá metodika a instrumentace

Postup extrakce:

• Vzorek: 1 g orální tekutiny naředěné do 10 mL 10 % methanolu ve vodě obsahující interní standard (Δ9-THC-D3).
• SBSE: 90 minutová extrakce při pokojové teplotě pomocí Twister® stir baru s vrstvou PDMS.
• Příprava: opláchnutí, vysušení a vložení stir baru do termo-desorpčního tubusu.

Instrumentace:

• GC: Agilent 6890 s PTV vstupem (CIS 4) a termodesorpční jednotkou GERSTEL TDS 2 / MPS 2.
• MS: Agilent 5973 MSD, režim full scan (31–350 amu) a později SIM na iontu m/z 299.
• Kolona: HP-5 MS 30 m×0,25 mm×0,25 µm, nosný plyn He, tok 1,2 mL/min.
• Program pece: 60 °C (30 °C/min) → 175 °C (25 °C/min) → 300 °C (2 min).

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace ukázala, že rozborná extrakce THC probíhá efektivně při 10 % podílu methanolu a 90 minut trvání. Termodesorpce při 275 °C odstranila carryover bez nutnosti kryogenního chlazení (přepouštění při 40 °C). GC program umožnil kompletní eluci do 10 minut s ostrými píky a bez interferencí. Metoda prokázala lineární kalibraci v rozsahu 0,3–10 ng/mL (R²>0,99), RSD 2–3 % a carryover pod 10 % signálu LOQ. Kvantifikace spikovaných vzorků v koncentracích 0,5 a 2,0 ng/mL poskytla přesnost v rozmezí 97–102 %.

Přínosy a praktické využití metody

Hlavní přednosti:

• Vysoká extrakční účinnost pro nepolární látky s log Kow>2,5.
• Minimální pracovní náklady a absence dalšího čistícího kroku.
• Kompatibilita se stávajícími GC-MS analyzátory bez nutnosti LC-MS/MS.
• Možnost implementace v laboratořích QA/QC a forenzní toxikologii.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj metody lze očekávat v oblasti rychlé GC (MACH modul), automatizace přípravy vzorků, rozšíření na vícenásobné drogové analyty a aplikace v mobilních testovacích jednotkách. Možné je také zvýšení průchodnosti analýz a integrace se systémy pro sledování kvality dat.

Závěr

SBSE s následnou termodesorpcí a standardním GC-MS EI SIM představuje efektivní, citlivou a reprodukovatelnou metodu pro potvrzující stanovení Δ9-THC v orálních tekutinách pod hranicí 1 ng/mL. Metoda využívá existující přístrojovou výbavu laboratoří a splňuje požadavky revidovaných federálních směrnic na testování drog.

Reference

1. Mandatory Guidelines and Proposed Revisions to Mandatory Guidelines for Federal Workplace Drug Testing Programs, Federal Register, Vol. 69, No. 71, April 13 2004, pp. 19644–19732.
2. Tienpont B., David F., Benijts T., Sandra P. Stir bar sorptive extraction–thermal desorption–capillary GC-MS for profiling and target component analysis of pharmaceutical drugs in urine. J. Pharm. Biomed. Anal. 2003;32:569–579.
3. Tienpont B., David F., Desmet K., Sandra P. Stir bar sorptive extraction–thermal desorption–capillary GC-MS applied to biological fluids. Anal. Bioanal. Chem. 2002;373:46–55.
4. Soini H., Bruce K., Wiesler D., David F., Sandra P., Novotny M. Stir bar sorptive extraction: a new quantitative and comprehensive sampling technique for determination of chemical signal profiles from biological media. J. Chem. Ecol. 2005;31(2):377–392.
5. Kawaguchi M., Inoue K., Yoshinura M., Ito R., Sakui N., Okanouchi N., Nakazawa H. Determination of bisphenol A in river water and body fluid samples by SBSE with in situ derivatization and thermal desorption–GC-MS. J. Chromatogr. B. 2004;805:41–48.
6. Tienpont B., David F., Stopforth A., Sandra P. Comprehensive profiling of drugs of abuse in biological fluids by SBSE-thermal desorption-capillary GC/MS. LCGC Europe. 2003.
7. Benjits T., Vercammen J., Dams R., Tuan H.P., Lambert W., Sandra P. SBSE-thermal desorption-capillary GC/MS applied to the analysis of PCBs in human sperm. J. Chromatogr. B. 2001;755:137–142.
8. National Laboratory Certification Program Guidance Document for Laboratories and Inspectors. November 2004.