法医分析样品中药物检测方案(液相色谱仪)

利用 DART-TOF MS筛查技术提高药物化学分析的质量并保持高效分析 应用简报 法医学、药物化学 作者 摘要 Erin Shonsev 研究部主任 阿拉巴马州法医学部 使用连续校准的 DART TOF 质谱开发了一种用于法医分析的样品预筛查方法。本方法简化了工作流程并最大限度地缩短了周期时间，同时提高了筛查准确度，确保后续更高质量的确认测试。利用本方法，您无需进行样品前处理，也不用对某类药物进行主观筛查。因此，药物化学实验室可以采用这种筛查方法来提高分析效率和分析结果的可信度。 Agilent Technologies 前言 法医学及其在刑事司法系统中的应用已经过了多年的发展。如今针对法医学实验室工作的法规越来越严格，某些法规(如ISO17025国际标准中所述的法规)需要立即执行。包括采样计划、可评审的数据记录，以及方法验证。这些定义明确的标准促使美国国家科学院 (NAS) 等机构提出相关建议来指导法医学实验室如何满足法规要求。部分建议包括：尽可能减少测量方法的人为误差，以及为刑事侦查(尤其是案件处理)建立分析标准。 过去，传统样品分析流程开始都要进行目检、称重，以及包括颜色、微晶在内的推断试验并使用 TLC、GC 和 LC进行预筛查(图1)。目检和显色试验实际上具有主观性，不能进行测量控制，这在NAS 和 ISO 法规中有规定。此外，这些试验不能提供可评审的数据。额外的GC/MS 筛查可以测定目标分析物，但延长了分析时间。 为响应 NAS 和 ISO 17025， 阿拉巴马州法医学部 (ADFS)已重新编写了操作规程，要求在法医学分析的各阶段提供可评审的数据。本文使用带 DART 离子源的 Agilent 6224 TOF LC/MS 建立了分析前对药物样品进行预筛查的方法。经证实，该方法可以提供可靠而精确的结果，同时改变的工作流程缩短了周期时间和节省了必要的人力，从而提高了实验室效率。 图1.典型的案件分析流程图 本研究的目的是建立一种带校准、无需提取且具有高质量准确度的方法，可以最大限度地提高分析通量。本研究采用当地实验室的真实案例进行。采用与 DART 离子源联用的 Agilent 6224 TOFLC/MS建立方法。将 PEEK管线(0.005英寸内径，红色)和不锈钢管线(0.010英寸内径)(图3)以及注射泵 (WPI SP100I)连接到 TOF 上，以提供连续的校准溶液流。经实验验证，该方法可以为推定的化合物的鉴定提供精确质量数测量。 图2所示为 TOF LC/MS分析之前使用的 DART 离子化的示意图。如图所示，在正离子模式下，亚稳态氦原子使大气中的水蒸气离子化，并为样品提供一个质子。图3显示了下一步骤，即使用注射泵和 PEEK管线将参比离子与各个样品一起连续加入。这一设置实现了实时分析，并为每个数据文件提供了对照，因为校准是随着样品分析连续进行的。 图2. 系统概览-DART离子化 图3. 系统概览-参比溶液的导入 Agilent 6224 TOF LC/MS 的仪器条件列于表1。 表1.仪器条件 样品前处理 该方法无需样品前处理并且首选原始样品。使用各种样品对该方法 进行了测试，包括汽水、药片、污染的糖果、货币、瓶子和粉末。 结果与讨论 当校准与分析同时进行时，该预筛查方法可以提供目标化合物理论质量数 5 mDa 以内的质量精度。采用原始样品可获得最准确的结果，无需进行提取。分析通量非常高，因为样品的一般分析时间为2分钟，包括空白分析在内的总分析时间仅为4分钟。 该方法的优优在于可定量。DART-TOF 为案件筛查提供了可评审的数据。研究过程中发现，一些样品采用传统技术进行筛查时显示阴性结果，而采用 DART-TOF MS 筛查则为阳性。另外，对于传统筛查技术无法分析的化合物，该方法却能轻松进行分析。结果会随取样方法、溶剂选择和检出限发生变化。由于参比化合物作为每次分析的阳性对照以连续流动的方式注入到 DART-TOF中，从而为每个数据文件提供了对照。 如图4所示，参比离子出现在一次分析结果的整个质谱图中。 图4. DART-TOF MS数据-参比离子 将表2中所列的数据和图5所示的质谱图相比，可以看出，许多化合物具有相同的分子量。因此，与其它分析方法相比， DART-TOF 是最好的筛查方法。 DART-TOF 提供了确证GC/MS分析所用的精确参考质量范围。Q-TOF 仪器克服了 TOF的局限性，在获得精确质量数的同时，也提供了 MS/MS质谱图信息。 图5. DART-TOF MS 质谱图 化合物名称 参考分子式 参考质量数质量数 差值 嘌呤 C，HN 120.0436 120.0438 -0.21 甲卡西酮 CoH13NO 163.0997 163.0954 4.29 甲卡西酮 CHNO 163.0997 163.0954 4.29 6-APDB-(6-(2-氨丙基)-2，3-二氢苯并呋喃) CHgNO 177.1154 177.1109 4.48 4-MMC(甲氧麻黄酮)(4-甲基甲卡西酮) CHNO 177.1154 177.1109 4.48 3-甲基甲卡西酮(+2异构体) CHSNO 177.1154 177.1109 4.48 Buphedrone CHgNO 177.1154 177.1109 4.48 芬美曲嗪 CHNO 177.1154 177.1109 4.48 MMAI(5-甲氧基-6-甲基-2-氨基茚满) CHNO 177.1154 177.1109 4.48 Buphedrone (o-乙胺基-苯丙酮) CHNO 177.1154 177.1109 4.48 曲马多 263.1885 263.1876 0.89 二丁卡因 C20H28N，0， 343.226 343.226 -0.05 奴白卡因 C20H28N02 343.226 343.226 -0.05 表2. DART-TOF MS结果-峰列表 我们使用各类物质和样品对 DART-TOF 方法进行了测试。由于测试结果符合最重要的认证要求，因此我们认为这项技术是可接受的预筛查方法。所有匹配的丰度均大于5%，所有质量匹配的精度均在±5mDa 之内。空白、阴性对照和样品中均存在参比离子。这些离子也符合丰度和质量数标准。空白样品和阴性对照中不含任何管制物质，与之前的样品也不存在交叉污染，但含有参比离子。最后，所有得到的化合物峰至少为基线的三倍。 新的预筛查方法经认证后，我们针对药物分析案件开发了工作流程。图6为该工作流程的示意图。图中显示，如今先由一支预筛团队对案件进行分类，然后再进行分析，这不同于传统的案件分析，过去需要分析人员对每个案件进行分别筛查。 DART-TOF 是一项用于任何含有粉末、液体或未知植物材料的样品的预筛技术。先经过分类后，再由另一名分析人员进行实际药物筛查。新的工作流程限定了每位分析人员的必需任务，筛查团队负责对案件分批，然后再由分析人员进行分析。这样就减少了分析人员数量，也减轻了员工的劳动强度。 图6. 新的工作流程 由表3可见，一旦应用该方法，测试实验室的效率得到了提高。数据显示， 从2012到2013年，引入 DART-TOF分类法以后，每个分析人员处理的案例显著增增。 表3. 分类流程显示每个分析人员的平均分析数量得到提高 13年6月 7 630 90 987.25 13年7月 6 507 85 953 12年6月 370 53 1076 12年7月 439 73 1514 据该测试实验室证实，采用新的工作流程后，一个分析人员可以在5小时内预筛大约40个项目， 同时还能进行数据分析。表4显示2012到2013年经审批的案例出现增加。 表4.DART 筛查工作流程的改进 月 分析人员编号 批准 项目 13年6月 200 172 13年7月 165 107.5 12年6月 26 171 12年7月 106 160 月 分析人员编号 已报告 13年10月 10 800 13年11月 10 800 12年10月 7 476 12年11月 7 397 该流程是药物化学实验室应用的较新的工作流程，目前只在测试实验室中应用。由于在该实验室接受过培训的分析人员有限，因此能够报告和评审数据的科学家数量也有限。从一名分析人员处理一个案件转变为一个分析团队处理一个案件，这大大提高了效率。首次取样(未提取)后即可有效地对案件进行分批，从而使确证分析人员能够对整批案件进行逐一测试。测试所产生的可评审数据可以分批记录并保存，以供日后参考。由于每个案件至少有两名科学家参与，如今由另一位科学家负责确证证据分析，从而提高了分析测定的可信度。 本应用简报表明， DART-TOF MS预筛方法相比法医药物化学实验室传统的筛查技术具有许多优点。该方法为各种分析物提供了统一的预筛测试，同时还提供可评审数据，这些数据能够被记录下来并与案件记录一起保存。该方法也能够预筛查传统筛查技术所无法筛查的新兴分析物，如合成大麻素。使用该预筛方法，每次分析的同时还可连续进行校准，从而最大限度缩短了周期时间。根据该方法开发的工作流程不仅提高了分析效率，也提高了分析结果的可信度。 ( 参考文献 ) ( 1. Durst， R.B.C.J.A.L.a.H.D.， Versatile N ew lon Source for Analysis of Materials in Open Air Under AmbientConditions， Analytical Chemistry， 2005， 77： p . 2297-2302. ) 2. Steiner， R.R，. and Larson，R.L.， Validation of the DirectAnalysis in Real Time Source for Use in Forensic DrugScreening， Journal of Forensic Science， 54 (2009)617-622. ( 3. S trengthening Forensic Science in the United States： APath Forward，Committee on Identifying the Needs o f the Forensic Sciences Community， National Research Council，ISBN： 0-309- 1 3131-6，352 pages， 6 x9 ， (2009)， http：//www.nap.edu/catalog/12589.html ) 4. ISO/IEC 17025：2005， General requirements for thecompetence of testing and calibration laboratories. 更多信息 这些数据仅代表典型的结果。有关我们的产品与服务的详细信息，请访问我们的网站 www.agilent.com/chem/cn www.agilent.com/chem/cn 安捷伦不对本文可能存在的错误或由于提供、展示或使用本文所造成的间接损失承担任何责任。 本资料中的信息、说明和指标如有变更，恕不另行通知。 ◎安捷伦科技(中国)有限公司，2014 2014年3月25日， 中国印刷 5991-4058CHCN Agilent Technologies 摘要使用连续校准的DART TOF 质谱开发了一种用于法医分析的样品预筛查方法。本方法简化了工作流程并最大限度地缩短了周期时间，同时提高了筛查准确度，确保后续更高质量的确认测试。利用本方法，您无需进行样品前处理，也不用对某类药物进行主观筛查。因此，药物化学实验室可以采用这种筛查方法来提高分析效率和分析结果的可信度。前言法医学及其在刑事司法系统中的应用已经过了多年的发展。如今针对法医学实验室工作的法规越来越严格，某些法规（如ISO 17025 国际标准中所述的法规）需要立即执行。包括采样计划、可评审的数据记录，以及方法验证。这些定义明确的标准促使美国国家科学院(NAS) 等机构提出相关建议来指导法医学实验室如何满足法规要求。部分建议包括：尽可能减少测量方法的人为误差，以及为刑事侦查（尤其是案件处理）建立分析标准。过去，传统样品分析流程开始都要进行目检、称重，以及包括颜色、微晶在内的推断试验并使用TLC、GC 和LC 进行预筛查。目检和显色试验实际上具有主观性，不能进行测量控制，这在NAS 和ISO 法规中有规定。此外，这些试验不能提供可评审的数据。额外的GC/MS 筛查可以测定目标分析物，但延长了分析时间。为响应NAS 和ISO 17025，阿拉巴马州法医学部(ADFS) 已重新编写了操作规程，要求在法医学分析的各阶段提供可评审的数据。本文使用带DART 离子源的Agilent 6224 TOF LC/MS 建立了分析前对药物样品进行预筛查的方法。经证实，该方法可以提供可靠而精确的结果，同时改变的工作流程缩短了周期时间和节省了必要的人力，从而提高了实验室效率。结论本应用简报表明，DART-TOF MS 预筛方法相比法医药物化学实验室传统的筛查技术具有许多优点。该方法为各种分析物提供了统一的预筛测试，同时还提供可评审数据，这些数据能够被记录下来并与案件记录一起保存。该方法也能够预筛查传统筛查技术所无法筛查的新兴分析物，如合成大麻素。使用该预筛方法，每次分析的同时还可连续进行校准，从而最大限度缩短了周期时间。根据该方法开发的工作流程不仅提高了分析效率，也提高了分析结果的可信度。