SOLUTIONS THAT MEET YOUR DEMANDS FOR FORENSIC TOXICOLOGY

Význam tématu

Forenzní toxikologie hraje klíčovou roli při stanovení přítomnosti a koncentrace drog, metabolitů, volatních látek a kovů v biologických matricích (krev, moč, sérum, vlasy, stolice). Tyto analýzy jsou zásadní pro objasnění příčin úmrtí, řízení dopravních nehod způsobených omamnými látkami a pro pracovní screening. Dynamický vývoj chromatografických a hmotnostně-spektrometrických technik umožňuje rychlé, citlivé a spolehlivé stanovení stopových množství látek i v matrice s vysokým rušením.

Cíle a přehled článků

Text představuje několik aplikačních poznámek, jejichž cílem je ukázat:

• Metody přímé analýzy etanolu a dalších volatních organických látek v krvi a plazmě statickou headspace GC s polar-ním kapilárním sloupcem.
• Automatizované kondenzované headspace vzorkovače (Agilent G1888) spojené s GC pro vysoce propustné stanovení alkoholu v krvi.
• Dvojrozměrnou GC (Deans switch, backflush) a CI–MS/MS pro citlivou detekci metabolitu THCA ve vlasech.
• Rychlé GC/MS/MS stanovení anabolických steroidů ve moči na krátkém VF-5ms sloupci.
• GC/MS/MS stanovení THC a jeho metabolitů (11-OH-THC, THCA) v krvi s High-Flow SPE extrakcí a backflush GC.
• Širokospektrální screening toxikologických drog v krevních extraktech metodou GC/QQQ (MRM) jako doplněk k GC/NPD/MSD/DRS.
• CE-MSn analýzu standardních roztoků a extraktů krve pro rychlý screening drog a generování knihoven MSn spekter.

Použitá metodika a instrumentace

• Statická headspace GC: GC (Agilent 6890N/GC/MSD) se vzorkovačem G1888, detekce FID, kolony DB-ALC a prekoncentrační chemická ionizace CI ve 7000B QQQ.
• HPLC s DAD pro základní drogy „basic drugs“ (amphetaminy) v krvi.
• Dvojrozměrná GC–MS/MS (Agilent 7890N + 7000B QQQ), Deans switch, backflush, LTM moduly, CI s amoniakem; MRM skupiny pro THCA.
• GC/MS/MS anabolické steroidy: Agilent 7890A + 7000B, VF-5ms sloupec (10 m × 0,15 mm), EI-MRM.
• GC/QQQ toxikologický screening: Agilent 7890A + 7000A, backflush, MRM reagencie N2, helium quench, in‐line průtokový splitter se zapečetěným jedním portem.
• CE-MSn: Agilent G1600A 3D CE + LC/MSD Trap XCT, CE-MS přechodový kit, G1607A sprayer, pH 2,38 fosfátový pufr, elektrokinetická injekce, Auto MSn pro +MS, MS2, MS3.

Hlavní výsledky a diskuse

• Statická headspace GC/FID a GC/MS umožnila rychlé a reprodukovatelné stanovení etanolu, acetaldehydu, acetonu a glykolů v krvi či plazmě s LOQ 0,1 g/L a sníženou kontaminací.
• Agilent G1888 Headspace Sampler zlepšil propustnost (70 vzorků), snížil carry-over (< 1 %), a umožnil cykly < 5 min.
• Dvojrozměrná GC–MS/MS CI metoda detekovala THCA ve vlasech až do 0,002 pg/mg (LOD) a 0,01 pg/mg (LOQ) s 7 min během a 9 min cyklem.
• Rychlá GC/MS/MS (10 m × 0,15 mm VF-5ms) analyzovala 13 anabolických steroidů ve vzorcích moče během 12 min při nízkém ng/mL LOQ.
• GC/MS/MS stanovení THC a metabolitů v krvi dosáhlo rozsahu 0,1–50 ng/mL (THC, 11-OH-THC) a 1–100 ng/mL (THCA) s cyklem 8 min, backflush a LTM moduly zvýšily robustnost.
• GC/QQQ MRM screening drog v krevních extraktech prokázal citlivost až několik pikogramů, minimální matriční interference díky MRM a možnosti simultánní analýzy na GC/NPD/MSD/DRS.
• CE-MSn rozlišilo 17 drog i v krevních extraktech (< 20 ng/mL), poskytlo doplňkové UV spektrum, +MS, MS2 i MS3 spektra, vhodné pro rychlý screening a identifikaci v jednom běhu.

Přínosy a praktické využití metody

• Vyšší propustnost a automatizace (headspace, backflush, LTM moduly, lipidové znemy matričních interferencí).
• Vylepšená selektivita a citlivost díky MS/MS a MSn, snížení falešných pozitiv a negativ.
• Unikátní kombinace screening-identifikace v jednom přístroji (CE-MSn, GC/QQQ) šetří čas a náklady.
• Možnost vytváření digitálních knihoven UV a MSn pro právně závazné identifikace.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace 4D hyphenovaných technik: dvourozměrná kapilární elektroforéza, GC×GC, hromadné analyzátory (QTOF, orbitrap).
• Další miniaturizace a přenosné systémy pro policejní a terénní aplikace.
• Pokročilé datové analýzy a strojové učení pro rychlejší knihovní vyhledávání a vyhodnocení.
• Vývoj nových biochemických a chytrých nanomateriálů pro selektivní pre-kondicionaci vzorků.

Závěr

Pokročilé chromatografické a hmotnostně-spektrometrické přístupy (GC/HH, GC/MS/MS, GC/QQQ, CE-MSn) významně zvyšují výkon forenzní toxikologie. Nabízejí rychlé a robustní analýzy, vysokou citlivost a selektivitu, snížení matričních interferencí a integraci screening-identifikace ve zkrácených časech analýzy. Tyto technologie umožní efektivnější vyšetřování dopravních nehod DUID, postmortem toxikologii a pracovně-legislativní kontrolu omamných látek.

Reference

1. J.C. Hudson a kol., Can. Soc. Forens. Sci. J. 31 (1998) 1–29.
2. D.T. Phan, P.B. Harrsch, Agilent publ. 5968-9221E.
3. B. Quimby, Agilent publ. 5989-8582EN.