血液中可卡因、地西泮、芬太尼、 氢可酮、冰毒和唑吡坦检测方案(液质联用仪)

thermoscientific技术文献65420 实验热线8008105118电话4006505118www.thermofisher.comS CIENTIFIC 在临床研究和法医毒理学中采用 VeriSpray 离子源和 TSQ Altis MS 检测血液样本中的管制药物 作者 Greta Ren， Nicholas Manicke，Cornelia Boeser?. Neloni R. Wijeratne Indiana University- Purdue University Indianapolis，Indianapolis， IN Thermo Fisher Scientific， San Jose， CA 关键词 毒品、鸦片制剂、阿片类药物、安非他命、PS-MS/MS、TSQ AltisMS、VeriSpray PaperSpray 离子源、TraceFinder、法医毒理学、苯二氮平类药物 应用优点 ·快速的周转时间 。降低了每个样品成本、提升了易用性和稳定性 。同时对六种滥用药物进行定量分析 目的 使用已安装了 Thermo Scientific"M VeriSprayM PaperSpray 系统的 ThermoScientificM TSQ AltisM质谱一，开发出一种稳定、灵敏、可靠及可重复的PaperSpray 质谱工作流程，用于临床研究和法医毒理学上血液中的违禁毒品检测。 简介 管制药物滥用是全球持续存在的一个严重问题，造成严重的社会分裂和经济损失。降低滥用药物影响总体战略的一部分需要高性能的方法来对实物样本中的这些药物进行筛查。现代法医毒理学和临床研究实验室需要更简单的方法，为滥用药物的筛查和定量提供更高通量及更快速的分析方法。 将 PaperSpray 技术与三重四极杆质谱联用技术，作为临床研究和法医毒理学应用中快速药物筛查和定量的理想选择的主要原因有两个：首先，研究表明，可以直接从血液中获得低于 ng/mL 或更低的检出限，该值足以检测到相关药物的目标浓度。其次，通过简化方法开发，减少了平台工作量，并减少了获得结果的时间，从而减轻了实验室负担。文献报道中， PaperSpray MS用于化合物筛查包括检测口服液中安非他命类药物1、水果中的农药2，基于三重四极杆的目标筛查3，及运用HR-MS/MS对尿液和血液的筛查5。 三重四极杆质谱仪为单位分辨率仪器，通过监测碰撞诱导解离(CID)下生成的特征碎片离子实现高选择性。在选择反应监测(SRM)模式下操作时，仪器具有高灵敏度和稳定的定量能力。 在这项研究中，我们研究了 VeriSpray PaperSpray 离子源与三重四极杆质谱联用仪作为药物筛查工具，在临床研究和法医毒理学上的应用情况。在 TSQ Altis三重四极杆质谱仪上使用 VeriSpray PaperSpray 离子源进行实验。VeriSpray系统可实现稳定、快速和自动化的 PaperSpray分析。样品存储，提取和电离均在 VeriSpray 样品板上进行。将生物液体进行点样并直接在样品板上干燥。这些板包含了24个单独的PaperSpray 吸头，每个吸头分析一个单独的样品(图1A)。通过 VeriSpray 离子源(图1B)在几分钟内自动进行样品板分析。为了证明这项概念，对临床研究和法医毒理学中常见的管制药物(可卡因、地西泮、芬太尼、氢可酮、冰毒和唑吡坦)进行了测试。 样品制备 采用先前用于药物检测的 PaperSpray 的方法5。使用混合人体全血制备校准曲线样品。在分析当日，将甲醇配制的20倍浓度的工作液稀释至全血中。将全血样品(100pL)与300 pL含有各分析物的同位素标记的内标水溶液混合。然后将6pL各血液样品点在 VeriSpray柱上，使其在室温下干燥1小时或在40℃的培养箱中干燥20分钟。 PaperSpray 和 MS 条件 PaperSpray 溶剂(样品再润湿和喷雾溶剂)均为乙腈/丙酮/水(85：10：5)含0.01%乙酸，根据表1进行设置。使用TSQ Altis 三重四极杆质谱仪进行检测。优化后的实验条件如下，喷雾电压为3.8kV，可随时间变化，循环时间为0.8s， Q1和Q3的分辨率为 0.7Da FWHM。表2和表3中分别列有离子源参数和所有待测物的关键MS 性能 SRM 参数。通过将各标准品注入质谱仪来确定子离子的最佳 RF透镜设置和碰撞能量。 Dispense Delay (s) 1 1 Solvent dispense delay Dispense Delay (s) 1 1 2 1 3 1 4 1 5 3 6 3 7 5 8 5 9 5 10 5 11 7 12 7 13 7 14 7 15 7 表2. (A) TSQ Altis 三重普极杆质谱仪上对违禁药品分析的离子源参数 lon Source Parameter Value Spray Voltage Time Dependent Positive Ion 3800V Sweep Gas 0 Arb lon Transfer Tube Temperature 300℃ CID Gas 2 mTorr 表2.(B)随时间变化的喷雾电压 Time (min) Voltage (V) 0 0 0.1 3800 1.1 0 Compound Precursor(m/z) Product(m/z) Collision Energy (V) RF Lens(V) 150.1 91.1 21 91 Methamphetamine 150.1 119.1 12 91 Methamphetamine-D5 155.1 92.1 21 91 155.1 121.1 12 91 285.1 193.1 33 223 Diazepam 285.1 222.0 28 223 290.1 198.1 33 223 Diazepam-D5 290.1 227.0 28 223 Hydrocodone 300.1 171.1 40 207 300.1 199.1 31 207 Hydrocodone-D6 306.1 174.1 40 207 306.1 202.1 31 207 304.1 150.1 26 172 Cocaine 304.1 182.2 21 172 Cocaine-D3 307.1 153.1 26 172 307.1 185.2 21 172 Zolpidem 308.2 235.2 36 228 308.2 263.2 27 228 Zolpidem-D6 314.2 235.2 36 228 314.2 263.2 27 228 Fentanyl 337.4 105.1 38 200 337.4 188.1 24 200 Fentanyl-D5 342.4 105.1 38 200 342.4 188.1 24 200 Buprenorphine 468.4 396.2 40 299 468.4 414.3 35 299 Buprenorphine-D4 472.4 400.2 40 299 472.4 415.3 35 299 数据采集和分析 结果和讨论 使用 Thermo ScientificTM TraceFinder TM 软件4.1进行数据采集和处理。通过公式3* Sb/m 计算检测限，其中Sb 是截距的标准误差，m 是校准线的斜率。 如图2所示，七种管制药物成功同时定量。每条校准曲线的相关系数(R²)均大于0.98，表明线性良好。除丁丙诺啡外，检测限(表4)均低于法医毒理学中需要检测的常规浓度。干血斑的总分析时间约为两分钟。这包括了提取步骤及质谱检测时间，并且都是使用 VeriSpray样品板自动完成。 图2.混合人血中的(A)丁丙诺啡、(B)可卡因、(C)地西泮、(D)芬太尼、(E)氢可酮、(F)冰毒及(G)唑吡坦的校准曲线 表 4. 使用 VeriSpray 系统测定人全血样品得到的检测限(LOD) 和校准曲线相关系数(R²) Compound LOD ((ng/mL) R2 Buprenorphine 13 0.9909 Cocaine 5 0.9916 Diazepam 11 0.9902 Fentanyl 3 0.9881 Hydrocodone 23 0.9923 Methamphetamine 68 0.9928 Zolpidem 5 0.9928 载有 VeriSpray 样品板和离子源的 PaperSpray MS具有对临床研究及法医毒理学人体血液中的管制药物进行准确定量的能力。分析简单快速，无需对样品进行预处理.或分离。 ( 1. Lee， H.， Jhang， C. S.， Uu， J.l； Lin ， C . H， Raprdscreenrng and d eterminatrm of d e signer ctugsin saliva by a nrb-assrsted paper spray-massspectrometry and s eparation technrque. J Sep &1.2012，35(20)，2822-2825 ) 2. Soparawalla， S，Tadjrrrukharredov， F. K.；Wiley，J. S， Ouyang， Z， Cooks， R. G， In situ analysisof agrochemicalresrdues m fruit usrng arrbrentronrzatrm on a handheld mass spectr orreter.Analyst2011，136(21)， 4392-4396 3. Jett，R.， Skaggs，C； Manicke，N. E， Drug screeningrrethod ooveloprrent fiX paper spray coupled toa trple quadrupole mass spectrorreter. AnalyticalMethods 2017， 9 (34)，5037-5043. 4.MⅣrchely， J. A.， Meyer，M. R.； Maurer，H. H.， PaperSpray lonization Coupled to High Resolutim TandemMass Spectrorretry for Comprehensrve Urrne DrugTesting rn Comparison to Liquid Chromatography-Coupled Techniques after Urine Precipitatim or DriedUrine Spot Workup. Analytical Chemistry 2017， 89(21)， 11779-11786. 5. Mckenna， J.； Jett， R.； Shanks， K.； Manrcke，N. E.，Toxrcologrcal Drug Screenrng using Paper SprayHigh-Resolutron Tandem Mass Spectr orretr y (HR-MSIMS). Journal of Analytical Toxicology 201B， 42 (5)，300-310 管制药物滥用是全球持续存在的一个严重问题，造成严重的社会分裂和经济损失。降低滥用药物影响总体战略的一部分需要高性能的方法来对实物样本中的这些药物进行筛查。现代法医毒理学和临床研究实验室需要更简单的方法，为滥用药物的筛查和定量提供更高通量及更快速的分析方法。将PaperSpray 技术与三重四极杆质谱联用技术，作为临床研究和法医毒理学应用中快速药物筛查和定量的理想选择的主要原因有两个：首先，研究表明，可以直接从血液中获得低于ng/mL 或更低的检出限，该值足以检测到相关药物的目标浓度。其次，通过简化方法开发，减少了平台工作量，并减少了获得结果的时间，从而减轻了实验室负担。文献报道中，PaperSpray MS 用于化合物筛查包括检测口服液中安非他命类药物1、水果中的农药2，基于三重四极杆的目标筛查3，及运用HRMS/MS 对尿液4 和血液的筛查5。三重四极杆质谱仪为单位分辨率仪器，通过监测碰撞诱导解离（CID）下生成的特征碎片离子实现高选择性。在选择反应监测（SRM）模式下操作时，仪器具有高灵敏度和稳定的定量能力。在这项研究中，我们研究了VeriSpray PaperSpray 离子源与三重四极杆质谱联用仪作为药物筛查工具，在临床研究和法医毒理学上的应用情况。在TSQ Altis三重四极杆质谱仪上使用VeriSpray PaperSpray 离子源进行实验。VeriSpray 系统可实现稳定、快速和自动化的PaperSpray 分析。样品存储，提取和电离均在VeriSpray 样品板上进行。 将生物液体进行点样并直接在样品板上干燥。这些板包含了24 个单独的PaperSpray 吸头，每个吸头分析一个单独的样品（图1A）。通过VeriSpray 离子源（图1B）在几分钟内自动进行样品板分析。为了证明这项概念，对临床研究和法医毒理学中常见的管制药物（可卡因、地西泮、芬太尼、氢可酮、冰毒和唑吡坦）进行了测试。