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Resumo

Um método para a triagem de análogos de fentanil com base em seu tempo de retenção, mobilidade e padrão de fragmentação de espectrometria de massa.

Resumo

O uso de fentanil e o surgimento de análogos de fentanil nas últimas décadas tornaram-se uma preocupação crescente para a comunidade em geral. O fentanil e seus análogos são os principais contribuintes para overdoses fatais e não fatais nos Estados Unidos. Os casos mais recentes de overdose relacionada ao fentanil estão ligados ao fentanil fabricado ilicitamente e sua potência extrema associada. No presente trabalho, descrevemos um protocolo analítico de alto rendimento para a triagem de análogos do fentanil. O uso de cromatografia líquida complementar, espectrometria de mobilidade de íons aprisionados e espectrometria de massa em tandem permite a separação e atribuição de centenas de análogos de fentanil de uma única amostra em uma única varredura. A abordagem descrita aproveita o desenvolvimento recente de aquisição dependente de dados e aquisição independente de dados usando acumulação paralela na armadilha de mobilidade seguida de fragmentação sequencial usando dissociação induzida por colisão. Os análogos do fentanil são atribuídos com confiança com base em seu tempo de retenção, mobilidade e padrão de fragmentação da EM.

Introdução

O fentanil e seus análogos são os principais contribuintes para overdoses fatais e não fatais nos Estados Unidos 1,2. O Centro de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) informou que o número de mortes por overdose relacionadas a opioides sintéticos de 2013 a 2021 foi superior a 258.000. Somente em 2021, mais de 68.000 mortes por overdose podem ser atribuídas a opioides sintéticos, totalizando 82% de todas as mortes relacionadas a overdose no país3. Desde 2013, centenas de análogos do fentanil foram identificados, com potência variável4. Com o surgimento de análogos de fentanil fabricados ilicitamente, o próprio opioide sintético de programação II continua sendo o opioide sintético mais popular disponível nos Estados Unidos3. De acordo com o Centro de Pesquisa e Educação em Ciências Forenses (CFSRE), o análogo de fentanil mais relatado em 2022 foi o fluorofentanil, com opioides sintéticos adicionais não relacionados ao fentanil agora sendo introduzidos na oferta volátil do mercado de drogas em um ritmo rápido5.

Devido ao volume esmagador de fentanil e análogos relacionados ao fentanil circulando no mercado de drogas, a DEA implementou um programa de perfil de assinatura de fentanil intitulado Operação Death Dragon, a fim de rastrear a metodologia usada para sintetizar esses compostos com a esperança de vincular as apreensões de drogas à sua origem6. Em 2018, 94% das apreensões de drogas foram identificadas como sintetizadas pelo método Janssen, enquanto os 6% restantes foram sintetizados pelo método de Siegfried6. A principal diferença entre os dois métodos é a presença do análogo do fentanil, benzil fentanil, detectado como impureza no método Janssen, enquanto a presença de despropionil fentanil (4-ANPP), um metabólito/precursor do fentanil, é uma impureza detectada ao sintetizar com o método de Siegfried7.

O uso de cromatografia gasosa e líquida em conjunto com espectrometria de massa (GC-MS e LC-MS, respectivamente) para a triagem e quantificação direcionadas de opioides sintéticos é regularmente implementado em laboratórios de toxicologia. O GC-MS tem sido considerado o padrão-ouro para a detecção de drogas de abuso em espécimes biológicos. O acesso a bibliotecas espectrais de massa disponíveis publicamente8 e instrumentação comercializada como sistemas plug and play9 são algumas das razões pelas quais o GC-MS permaneceu parte integrante dos laboratórios tanto para triagem abrangente quanto para quantificação direcionada 9,10. No entanto, os métodos atuais de quantificação de GC-MS na literatura tendem a ter um escopo limitado de analitos11 e rapidamente se tornam desatualizados e não aplicáveis aos casos atuais. Mais importante, os limites de detecção e quantificação não são comparáveis aos métodos LC-MS (< 1 ng/mL)12, aumentando, portanto, o potencial de resultados falso-negativos. Uma dessas comparações entre GC-MS e LC-MS, que analisou amostras post-mortem, observou que de 134 casos identificados positivamente de carfentanil, um dos opioides sintéticos mais potentes até o momento, 104 desses casos foram negativos para carfentanil utilizando GC-MS13. Em laboratórios de análise de drogas, o GC-MS é mais frequentemente utilizado e alterável para opioides sintéticos devido à alta concentração das amostras analisadas. No entanto, o GC-MS ainda é utilizado em conjunto com técnicas adicionais, como espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) para a confirmação desses compostos14. A aplicação de GC-MS à análise de espécimes biológicos em toxicologia forense requer métodos de preparação de amostras que incluam a extração desses compostos usando extração líquido-líquido (LLE) ou extração em fase sólida (SPE)15. O LLE pode ser conduzido com uma variedade de solventes, no entanto, em um laboratório de alta produção, o LLE pode não ser econômico ou oportuno. O LLE consome grandes quantidades de solventes, bem como o volume da amostra, enquanto a alternativa, SPE, pode ser automatizada e requer um volume mínimo de amostra16. Um estudo recente de GC-MS relatou a separação de 20 análogos isoméricos diferentes de fentanil usando três programas térmicos de GC separados17. Embora a separação de linha de base entre os isômeros tenha sido bem-sucedida, a aplicabilidade desse método a casos e fluxos de trabalho forenses relevantes é limitada.

A LC-MS ganhou popularidade em testes forenses, especialmente devido às limitações da GC-MS quando se trata de compostos não voláteis e sensíveis ao calor18,19. A triagem de LC-MS utilizando quadrupolos triplos (QQQ) e instrumentação de armadilha de íons tem sido bem-sucedida na detecção de opioides sintéticos em baixas concentrações (<1 ng/mL)12,20,21,22,23,24. Normalmente, esses métodos de LC-MS são usados como métodos de confirmação secundários para complementar os resultados do imunoensaio e/ou GC-MS. Em 2017, Shoff et al. no laboratório de toxicologia do departamento de legistas do condado de Miami-Dade (MDME) desenvolveram um método de triagem abrangente para 44 compostos relacionados a opioides usando cromatografia líquida de ultra alta pressão (UHPLC) - armadilha de íons-MSn 13. Semelhante aos métodos MRM direcionados, este método de armadilha de íons utilizou uma lista de precursores programada (SPL) contendo tempos de retenção, íons alvo precursores, bem como íons filhos primários para fragmentação espectral MS3 quando possível. O que separa este método de triagem dos métodos desenvolvidos em quadrupolos triplos e armadilhas de íons quadrupolo lineares são os detalhes adicionais fornecidos nos dados espectrais. O que esse método de triagem não pode fornecer é a análise quantitativa, que raramente é desenvolvida em instrumentação de armadilha de íons, bem como a identificação de incógnitas13. Os métodos LC-QQQ para opioides sintéticos podem rastrear e quantificar simultaneamente uma lista de alvos predefinida. O uso de transições de monitoramento de reações múltiplas (MRM) para a identificação e quantificação de compostos é uma técnica confiável de aquisição de dados e é a técnica mais comum utilizada na literatura para a detecção de opioides sintéticos12,20. Os intervalos lineares relatados para a quantificação de uma série de opioides sintéticos variam de 0,01 a 100 ng/mL, com opioides sintéticos mais potentes, como o carfentanil, detectados na faixa sub-ng/mL1 1,24,25,26,27.

A separação de opioides sintéticos isoméricos tem sido abordada em métodos de LC-MS. Um desses métodos separou 174 análogos isoméricos de fentanil em um tempo de execução de 16 minutos usando uma coluna de bifenil28. Além disso, flutuações nos parâmetros dependentes de LC, como eficiência da coluna, pH da fase móvel e mudanças de pressão, criam mudanças no tempo de retenção que devem ser contabilizadas em ensaios direcionados com monitoramento consistente e janelas de coleta maiores (>0,4 min), o que pode resultar em potencial sobreposição desses isômeros uma vez resolvidos. Técnicas cromatográficas adicionais para a separação de isômeros foram exploradas, incluindo o uso de cromatografia líquida bidimensional (2D-LC) 29 ; E embora essa técnica tenha a capacidade de fornecer separação ortogonal de compostos, as desvantagens superam as vantagens, incluindo tempos de execução excessivos, custo, dificuldade no desenvolvimento de métodos e utilidade em comparação com separações alternativas30.

A espectrometria de massa de alta resolução (HRMS) está se tornando cada vez mais confiável para a identificação de opioides sintéticos. Várias empresas de instrumentação comercializaram métodos direcionados desenvolvidos com o objetivo de identificar uma ampla gama de opioides sintéticos em matrizes biológicas complexas 19,28,31. Esses métodos, ao contrário dos métodos discutidos anteriormente, podem armazenar dados analíticos para análise retroativa. Assim, espécimes que foram previamente analisados com resultados indeterminados podem ser revisitados posteriormente para descoberta de compostos recém-identificados. O que separa o HRMS do QQQ é a identificação precisa em massa. Embora ambas as técnicas de MS possam quantificar com precisão em baixas concentrações, o HRMS provou ser mais eficaz para a triagem inicial e descoberta de compostos desconhecidos 32,33,34. O HRMS, especificamente com analisadores MS de tempo de voo (TOF), tem estado na vanguarda da descoberta do NPS, permitindo que os laboratórios de testes forenses forneçam dados sensíveis ao tempo sobre novos compostos para a aplicação da lei e para a comunidade científica para dimensionar a disseminação de alguns desses compostos, aumentando a conscientização e a educação33. O uso de TOF para a detecção de drogas de abuso tornou-se extremamente abrangente, com métodos contendo mais de 600 compostos separados em um programa cromatográfico de 10 minutos. Estudos anteriores relataram as vantagens da espectroscopia de mobilidade iônica aprisionada (TIMS) acoplada à TOF para detecção e separação de opioides isoméricos35.

Aproveitando a ortogonalidade entre cromatografia líquida, espectrometria de mobilidade iônica aprisionada e espectrometria de massas, o método apresentado fornece uma ampla caracterização de análogos de fentanil com base no tempo de retenção, padrão isotópico, mobilidade e padrão de fragmentação.

Protocolo

1. Preparação da amostra

  1. Armazene o kit de triagem análoga de fentanil a -20 °C após o recebimento. Ressuspenda cada amostra até uma concentração final de 400 μg/mL pela adição de 500 μL de metanol puro de grau LC/MS.
  2. Misture usando um misturador de placas ou vórtice a 400 rpm por 1 h ou vórtice em velocidade média por 15 min. Após a ressuspensão, conservar os frascos para injetáveis a -20 °C.
  3. Diluir cada padrão até uma concentração final de 1 ng/ml utilizando metanol puro de qualidade LC/MS.
  4. Agrupe os padrões em grupos, de modo que cada grupo não contenha nenhum padrão isomérico. Consulte a Tabela Suplementar 1 para obter a divisão dos 14 grupos de padrões de fentanil.

2. Preparação das fases móveis da HPLC

  1. Prepare a fase móvel A (MPA) usando 5 mM / L de formiato de amônio (NH4HCO2) em H2O com 0,05% de ácido fórmico (85%).
    1. Pesar 0,078 g de NH4HCO2, despejar em um balão volumétrico de 250 mL e encher com água até cerca de 2/3rd. Agite para misturar bem.
    2. Depois de totalmente dissolvido, adicione 0,125 mL de ácido fórmico (85%). Encha com água até a linha de enchimento (250 mL) e misture.
  2. Prepare a fase móvel B (MPB) usando ácido fórmico a 0,05% em uma mistura de acetonitrila com metanol 1:1.
    1. Despeje 125 mL de acetonitrila em um balão volumétrico e adicione metanol até atingir a linha de enchimento.
    2. Agite para misturar bem. Adicione 0,125 mL de ácido fórmico a 0,05% ao frasco e misture para homogeneizar.

3. Desenvolvimento de métodos de HPLC

  1. Abra o software LC na tela inicial. Na tabela de exemplo, localizada no centro da janela, crie um novo protocolo.
    1. Anote a coluna do frasco com o local da amostra. Anote a coluna ID de exemplo usando o YYYYMMDD_NAME de formato (descritor representativo). Anote a coluna de volume com o volume de injeção desejado (15 μL).
  2. Anote a coluna do caminho de dados com o local onde os dados serão salvos.
  3. Entrada do método de HPLC
    1. Selecione Novo na barra na tabela de exemplo localizada no meio da tela. No método de separação, selecione a seta suspensa e clique em Novo método na janela pop-up.
    2. Uma nova janela aparecerá rotulada como método de separação, aqui edite o tempo de aquisição ou o método do sistema da estrutura de controle do instrumento (ICF).
    3. Clique duas vezes no botão Edit Method do sistema ICF para abrir o pop-up para editar o gradiente binário, como visto na Figura 1.
    4. Na guia gradiente binário, uma representação visual do gradiente está à esquerda e a divisão do gradiente está à direita, defina os carimbos de data/hora, a taxa de fluxo e as concentrações de MPA e MPB.
    5. Certifique-se de que o tempo de parada esteja definido para 18 min, a vazão para 0.400 mL/min e o limite de pressão min e max em 0 psi e 6000 psi.
    6. Defina as concentrações de carimbo de data/hora da seguinte forma:
      Em 0.00 min, defina a concentração B para 20.0.
      Em 1.50 min, defina a concentração B para 25.0.
      Aos 3.00 min, defina a concentração B para 27.0.
      Às 6.00 min, defina a concentração B para 27.0.
      Aos 6,50 min, defina a concentração B para 30,0.
      Às 7.00 min, defina a concentração B para 95.0.
      Às 16.00 min, defina a concentração B para 95.0.
      Às 16.50 min, defina a concentração B para 20.0.

4. Inicialização da HPLC

  1. Na seção de coluna de HPLC, insira a coluna LC (coluna monolítica de HPLC C18 de 100 mm x 4,6 mm) e as proteções da coluna (coluna de proteção de 5 mm x 4,6 mm). Preste atenção à pressão mínima e máxima da coluna.
  2. Execute um exemplo em branco (mesma solução tampão) para testar se há vazamentos e criar uma linha de base. Procure por vazamentos. Vazamentos podem ser observados por flutuações de pressão da coluna. Se houver vazamentos, determine de onde eles podem estar vindo e aperte as conexões.
  3. Execute um exemplo em branco (mesma solução tampão) usando o programa LC desejado para pré-condicionar a coluna.

5. Desenvolvimento do método timsTOF MS / MS

  1. Abra o aplicativo timsControl. No lado esquerdo da janela estão as configurações MS e TIMS.
    1. Em Configurações de MS, defina o início e o término da varredura para 50 m/z e 1800 m/z, respectivamente. Selecione o modo positivo para a polaridade do íon e selecione a fragmentação serial de acumulação paralela para o modo de varredura.
    2. Em Configurações TIMS, defina o Modo como personalizado, 1/K0 começa como 0.40 Vs/cm2, 1/K0 termina como 1.85 Vs/cm2, ramp tempo definido como 150.0 ms e média MS definida como 1.
  2. Na seleção inferior de guias, em Origem, execute as seguintes alterações nas duas caixas de configuração.
    1. Na fonte, ajuste o deslocamento da placa final para 500 V, capilar para 4500 V, nebulizador para 3.0 bar, gás seco para 10.0 L/min e temperatura seca para 200 °C.
    2. Nas configurações da bomba de seringa, certifique-se de que a seringa seja Hamilton 1 mL, ativa habilitada e a taxa de fluxo definida para 80.0 μL/h.
  3. Na guia Ajuste, execute as seguintes alterações nas guias de configuração para Geral, Processamento e TIMS.
    1. Na guia de configurações gerais, configure as seguintes seções: transferência, célula de colisão, quadrupolo, foco pré-TOF e detecção.
      1. Nas configurações de transferência, defina a deflexão 1 delta para 70.0 V, funil 1 RF para 341.0 Vpp, energia CID para 0.0 eV, funil 2 RF para 300.0 Vpp, RF multipolar para 300.0 Vpp.
      2. Nas configurações da célula de colisão, certifique-se de que a energia de colisão esteja definida como 6.0 eV e a RF de colisão como 1200.0 Vpp.
      3. Nas configurações quadrupolo, certifique-se de que a energia do íon esteja definida para 6.0 eV e a baixa massa para 250.00 m/z.
      4. Nas configurações de foco pré-TOF, defina o tempo de transferência para 75.0 μs e o armazenamento pré-pulso para 5.0 μs.
    2. Na guia de configurações de processamento, configure as seguintes seções: detecção de pico de espectro de massa e detecção de pico de mobilidade.
      1. Nas configurações de pico do espectro de massa, desmarque a soma das intensidades (área) e defina o limite absoluto para 667.
    3. Na guia TIMS, configure as seguintes seções: deslocamentos, controle de mudança de íons e parâmetros avançados.
      1. Na configuração de deslocamentos, defina Δt1 a -20.0 V, Δt2 a -100.0 V, Δt3 a 40.0 V, Δt4 a 80.0 V, Δt5 a 0.0 V, Δt6 a 120.0 e célula de colisão em 250.0 V.
      2. Nas configurações de controle de carga iônica, clique na caixa para ativar e definir a intensidade desejada para 5.00 M.
      3. Nos parâmetros avançados, ative o acúmulo de bloqueio para a faixa de mobilidade.
  4. Na guia MS/MS, defina o modo de varredura para fragmentação serial de acumulação paralela e configure as seguintes seções: íons precursores, programação, exclusão ativa, configurações de energia de colisão, configurações de largura de isolamento e revisão TIMS.
    1. Em íons precursores, defina o número de rampas de fragmentação serial de acumulação paralela para 8, carregue no mínimo para 1 e carregue no máximo para 5.
    2. Em Configurações de agendamento, habilite as repetições precursoras. Em exclusão ativa, marque a caixa para ativar e definir a liberação para 0,40 min depois.
    3. Não ajuste as configurações de energia de colisão e as configurações de largura de isolamento. Clique na caixa de revisão TIMS para ativar.

6. Mobilidade e calibração de massa

  1. Execute a calibração para os domínios m/z e mobilidade. Nas configurações de calibração m/z, selecione um dos perfis de mixagem de afinação pré-carregados na caixa de listagem de referência que aparece no menu suspenso.
  2. Para calibrar, carregue a seringa para o TOF com uma solução de mistura de afinação. No lado direito da janela, use as configurações intituladas modo de calibração para os vários tipos de calibração a serem definidos para obter a pontuação mais alta.
  3. Certifique-se de que a pontuação seja o mais próximo possível de 100%. Alterne entre linear, quadrádico e quadrático aprimorado para obter a melhor pontuação.
  4. Calibre para mobilidade seguindo as etapas 6.1-6.3 usadas para calibrar m/z.
  5. Depois de calibrado, salve o método MS selecionando a guia Método na barra superior. No menu suspenso, selecione Salvar como para gerar um novo arquivo de método MS.

7. Criação de aquisição independente de dados (dia) método de fragmentação serial de acumulação paralela

  1. Uma vez que um conjunto de dados tenha sido coletado na fragmentação serial de acumulação paralela de aquisição dependente de dados (dda), execute os experimentos em dia. Abra o aplicativo de software de mobilidade iônica e carregue o método dda salvo na etapa 6.5.
  2. Deixe todas as configurações iguais esperadas para a configuração MS, altere-a de fragmentação serial de acumulação paralela para fragmentação serial de acumulação paralela de diâmetro.
  3. Na parte inferior do painel, selecione a guia MSMS e clique em Editor de Janelas para abrir o pop-up da janela de diâmetro mostrado na Figura 2.
  4. Carregue o conjunto de dados dda salvo anteriormente (arquivo .m) usando o botão de análise aberto localizado na parte superior da janela pop-up.
  5. Um mapa de calor aparece no canto inferior esquerdo exibindo janelas com um polígono de janelas correndo diagonalmente pelo gráfico. Clique e arraste para redimensionar o polígono para que ele caiba nos dados do mapa de calor (os cantos são selecionáveis clicando duas vezes nas linhas laterais, aparecerá um ponto que pode ser arrastado e redimensionado).
  6. À direita das janelas estão as configurações da janela. Defina a largura da massa (50 é ir para) e defina a sobreposição horizontal, ambos em Da.
  7. Defina o número de janelas de mobilidade por largura de massa e a sobreposição vertical.
  8. Clique em Calcular Janelas no canto inferior direito do pop-up para ver as janelas exibidas com as novas configurações. Quando adequado, clique em Aplicar dia-PASEF Windows ao método. Isso fechará o pop-up, trazendo-o de volta à tela inicial.

8. Processamento de dados TOF de mobilidade iônica HPLC

  1. Abra o software de análise de dados. No canto superior esquerdo, clique na guia Arquivo e selecione Abrir no menu suspenso. Na janela de novos arquivos, selecione os arquivos de sua escolha e clique em Abrir.
  2. Verifique a calibração. Clique com o botão direito do mouse no nome do arquivo na caixa de análise e selecione Propriedades. Uma janela rotulada file name_analysis properties aparecerá. Selecione Status da calibração.
  3. Na caixa suspensa, selecione Calibração do instrumento para o espectrômetro de massa. Confirme se o erro não é superior a 1 μg/mL. Selecione Calibração de Mobilidade Inicial e confirme se o erro não é maior que 1 μg/mL.
  4. Preparar um cromatograma no software de análise de dados, conforme descrito a seguir.
    1. Clique com o botão direito do mouse em Cromatograma sob o nome do arquivo, selecione Editar cromatograma. Em tipo, clique na caixa suspensa e selecione Extraído
    2. Em filtro, selecione Todos os MS e, com o modo de verificação, selecione Todos. Isso é para ver os picos da molécula de interesse, em vez de apenas seus fragmentos.
    3. Abaixo disso, procure as duas opções de filtro para seleção de moléculas: massas ou fórmula destacadas em azul.
    4. Se estiver usando massas para extrair um íon, insira o m/z teórico da molécula de interesse. Para este caso, selecione (massa para resultado representativo) m/z.
    5. Se estiver usando fórmula para extrair um íon, insira a fórmula para a molécula, bem como as formas de íons de interesse para o cromatograma. Neste caso, selecione o íon protonado, [M+H]+.
    6. Defina a polaridade para o modo positivo.
  5. Espectro de massa
    1. Clique com o botão direito do mouse na linha de base do pico do composto e arraste para a outra borda do pico. Isso criará um espectro de massa de fragmentos dentro desse tempo de retenção.
  6. Geração de Mobilograma
    1. Clique com o botão direito do mouse na guia esquerda intitulada mobilograma e selecione Editar Mobilograma. Uma janela intitulada editar traços de mobilograma aparecerá. Siga as etapas 8.4.2-8.4.7 para editar o cromatograma.
    2. Na entrada de tempo de retenção, adicione o intervalo de tempo de retenção do pico de interesse.
    3. Depois que os parâmetros forem selecionados, clique em Adicionar seguido de Ok no canto superior direito da janela de edição de rastreamentos de momobilografia.
    4. Após um curto período de tempo, o software processará as seleções desejadas e produzirá um cromatograma. Repita as etapas 8.6.1 a 8.6.3 para todos os íons da mistura.
    5. Gerando os espectros compostos
      1. Na parte inferior da janela de visualização do espectro, selecione Profile MS e Fragment MS. Isso permitirá incluir íons de varredura completa e PASEF.
      2. Na visualização do espectro, clique com o botão direito do mouse e selecione Copiar espectros compostos. Com os dados de espectro que aparecem à direita, encontre mais informações sobre o composto, como poder de resolução de resolução, intensidade e relação sinal-ruído (S/N).
    6. Processamento de dados
      1. Para processar os dados, integre manualmente o cromatograma e os picos de mobilidade para fornecer informações importantes sobre a molécula de interesse.
      2. Clique com o botão direito do mouse em Localizar e selecione Integrar apenas cromatograma ou mobilograma. Clique com o botão esquerdo e arraste para destacar o pico desejado. As informações serão exibidas, incluindo tempo de retenção, área, S/R e mobilidade.

Resultados

O kit de triagem análoga de fentanil de 250 padrões análogos foi dividido em 14 grupos: 12 grupos de 17 análogos e 2 grupos de 16 análogos, para evitar interferências m/z. Cada análogo é ainda caracterizado por seu m/z, tempo de retenção (RT), mobilidade (K) e padrão de fragmentação MS/MS.

Exemplos de separações isoméricas são mostrados na Figura 3 e na Figura 4 para ...

Discussão

A separação analítica de amostras biológicas contendo alto teor de isoméricos pode ser analiticamente desafiadora. Neste trabalho, o método descrito visa caracterizar 29 conjuntos de isômeros, para um total de 185 análogos de um kit padrão de 250 opioides. Durante a preparação do grupo de teste, é importante garantir que não haja dois análogos com m/z que não possam ser distinguidos experimentalmente. Os dados descritos aqui usam padrões que não são de uma matriz basead...

Divulgações

Matthew Willetts e Melvin A. Park são funcionários da Bruker Daltonics Inc, fabricante do instrumento comercial timsTOF Pro2. Todos os outros autores declaram não haver conflitos de interesse.

Agradecimentos

O autor gostaria de agradecer o apoio inicial do Dr. Cesar Ramirez durante o desenvolvimento inicial do método.

Materiais

NameCompanyCatalog NumberComments
Ammonium formate for HPLCFluka17843-50G
Eppendorf Snap-Cap Microcentrifuge Safe-Lock TubesFisher05-402-25
ESI-L Low Concentration Tuning mixAgilentG1969-85000
Fentanyl Analog Screening (FAS) Kit Cayman Chemical9003237, 9003286, 9003380, 9003381kit of 250 snthetic opioids, 210 fentanyl analogs, broken up into one kit and emergent panel versions 1-4
Formic acid Optima LC/MSFisherA117-50
Onyx guard column (5 x 4.6 mm) PhenomenexCHO-7649guard column for C18 columns
Onyx monolithic C18 HPLC column (100 x 4.6 mm)PhenomenexCHO-7643reverse phase C18 LC column
Optima grade acetonitrile FisherA996-4
Optima grade methanolFisherA454-4
Optima grade waterFisherW7-4
PipetteFisher05-719-510kit of 1-10 µL, 10-100 µL, and 100-1000 µL pipette
Pipette tips 10µLFisher94060100
Pipette tips 1000µLFisher94056710
Pipette tips 200µLFisher94060310
Plate mixerIKA MS 3 D S1IKA MS 3 digtital
Prominence LC-20 CE ultrafast liquid chromatographShimadzu, Japanequiped with DGU-20A5, LC-20AD, SIL-20AC, CTO-20A, SPD-M20A, CBM-20A, SPD-20A
timsTOF ProBruker Daltonics Inc., Billerica, MAtimsTOF instrument with PASEF 

Referências

  1. Gladden, R. M., Martinez, P., Seth, P. Fentanyl Law Enforcement Submissions and Increases in Synthetic Opioid-Involved Overdose Deaths - 27 States, 2013-2014. Morbidity and Mortality Weekly Report. 65 (33), 837-843 (2016).
  2. Rudd, R. A., Seth, P., David, F., Scholl, L. Increases in Drug and Opioid-Involved Overdose Deaths - United States, 2010-2015. Morbidity and Mortality Weekly Report. 65, 1445-1452 (2016).
  3. Department of Justice Drug Enforcement Administration. Drugs of Abuse: A DEA Resource Guide. Department of Justice Drug Enforcement Administration. , (2022).
  4. Vardanyan, R. S., Hruby, V. J. Fentanyl-related compounds and derivatives: current status and future prospects for pharmaceutical applications. Future medicinal chemistry. 6 (4), 385-412 (2014).
  5. Center for Forensic Science Research and Education (CFSRE). Q4 2022 NPS Opioids Trend Report. Center for Forensic Science Research and Education (CFSRE). , (2022).
  6. Drug Enforcement Administration. Fentanyl SIgnature Profiling Program Report. Drug Enforcement Administration. , (2019).
  7. Drug Enforcement Administration. Control of a Chemical Precursor Used in the Illicit Manufacture of Fentanyl as a List I Chemical. Drug Enforcement Administration. , (2007).
  8. Valdez, C. A. Gas Chromatography-Mass Spectrometry Analysis of Synthetic Opioids Belonging to the Fentanyl Class: A Review. Critical Reviews in Analytical Chemistry. 52 (8), 1938-1968 (2022).
  9. Churley, M., Cuadra-Rodriguez, L. Application Note: Screen More Drugs with the Agilent GC/MS Toxicology Analyzer with a High Efficiency Source. Agilent Technologies Incorporation. , (2017).
  10. Gerace, E., Salomone, A., Vincenti, M. Analytical Approaches in Fatal Intoxication Cases Involving New Synthetic Opioids. Curr Pharm Biotechnol. 19 (2), 113-123 (2018).
  11. McIntyre, I. M., Trochta, A., Gary, R. D., Malamatos, M., Lucas, J. R. An Acute Acetyl Fentanyl Fatality: A Case Report With Postmortem Concentrations. Journal of Analytical Toxicology. 39 (6), 490-494 (2015).
  12. Marchei, E., et al. New synthetic opioids in biological and non-biological matrices: A review of current analytical methods. Trends in Analytical Chemistry. 102, 1-15 (2018).
  13. Shoff, E. N., Zaney, M. E., Kahl, J. H., Hime, G. W., Boland, D. M. Qualitative Identification of Fentanyl Analogs and Other Opioids in Postmortem Cases by UHPLC-Ion Trap-MSn. Journal of Analytical Toxicology. 41 (6), 484-492 (2017).
  14. Drug Enforcement Administration. Scientific Working Group for the Analysis of Seized Drugs (SWGDRUG) Recommendations. Drug Enforcement Administration. , (2022).
  15. Peters, F. T., et al. A systematic comparison of four different workup procedures for systematic toxicological analysis of urine samples using gas chromatography-mass spectrometry. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 393 (2), 735-745 (2009).
  16. Remane, D., Meyer, M. R., Peters, F. T., Wissenbach, D. K., Maurer, H. H. Fast and simple procedure for liquid-liquid extraction of 136 analytes from different drug classes for development of a liquid chromatographic-tandem mass spectrometric quantification method in human blood plasma. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 397 (6), 2303-2314 (2010).
  17. Cayman Chemical. Supplemental Material: Differentiation of Isobaric and Isomeric Fentanyl Analogs by Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). Cayman Chemical. , (2018).
  18. Armenian, P., Vo, K. T., Barr-Walker, J., Lynch, K. L. Fentanyl, fentanyl analogs and novel synthetic opioids: A comprehensive review. Neuropharmacology. 134, 121-132 (2018).
  19. Zhang, Y., et al. Development and application of a High-Resolution mass spectrometry method for the detection of fentanyl analogs in urine and serum. Journal of Mass Spectrometry and Advances in the Clinical Lab. 26, 1-6 (2022).
  20. Concheiro, M., Chesser, R., Pardi, J., Cooper, G. Postmortem Toxicology of New Synthetic Opioids. Frontiers in Pharmacology. 9, 1210 (2018).
  21. Mohr, A. L., et al. Analysis of Novel Synthetic Opioids U-47700, U-50488 and Furanyl Fentanyl by LC-MS/MS in Postmortem Casework. Journal of Analytical Toxicology. 40 (9), 709-717 (2016).
  22. Moody, M. T., Diaz, S., Shah, P., Papsun, D., Logan, B. K. Analysis of fentanyl analogs and novel synthetic opioids in blood, serum/plasma, and urine in forensic casework. Drug Testing and Analysis. 10 (9), 1358-1367 (2018).
  23. Seither, J., Reidy, L. Confirmation of Carfentanil, U-47700 and Other Synthetic Opioids in a Human Performance Case by LC-MS-MS. Journal of Analytical Toxicology. 41 (6), 493-497 (2017).
  24. Strayer, K. E., Antonides, H. M., Juhascik, M. P., Daniulaityte, R., Sizemore, I. E. LC-MS/MS-Based Method for the Multiplex Detection of 24 Fentanyl Analogues and Metabolites in Whole Blood at Sub ng mL(-1) Concentrations. ACS Omega. 3 (-1), 514-523 (2018).
  25. Kahl, J. H., Gonyea, J., Humphrey, S. M., Hime, G. W., Boland, D. M. Quantitative Analysis of Fentanyl and Six Fentanyl Analogs in Postmortem Specimens by UHPLC-MS-MS. Journal of Analytical Toxicology. 42 (8), 570-580 (2018).
  26. Fogarty, M. F., Papsun, D. M., Logan, B. K. Analysis of Fentanyl and 18 Novel Fentanyl Analogs and Metabolites by LC-MS-MS, and report of Fatalities Associated with Methoxyacetylfentanyl and Cyclopropylfentanyl. Journal of Analytical Toxicology. 42 (9), 592-604 (2018).
  27. Lurie, I. S., Berrier, A. L., Casale, J. F., Iio, R., Bozenko, J. S. Profiling of illicit fentanyl using UHPLC-MS/MS. Forensic Science International. 220 (1-3), 191-196 (2012).
  28. Krajewski, L. C., et al. Application of the fentanyl analog screening kit toward the identification of emerging synthetic opioids in human plasma and urine by LC-QTOF. Toxicology Letters. 320, 87-94 (2020).
  29. Pirok, B. W. J., Stoll, D. R., Schoenmakers, P. J. Recent Developments in Two-Dimensional Liquid Chromatography: Fundamental Improvements for Practical Applications. Analytical Chemistry. 91 (1), 240-263 (2018).
  30. Keller, T., Keller, A., Tutsch-Bauer, E., Monticelli, F. Application of ion mobility spectrometry in cases of forensic interest. Forensic Science International. 161 (2-3), 130-140 (2006).
  31. Klingberg, J., Keen, B., Cawley, A., Pasin, D., Fu, S. Developments in high-resolution mass spectrometric analyses of new psychoactive substances. Archives of Toxicology. 96 (4), 949-967 (2022).
  32. Fleming, S. W., et al. Analysis of U-47700, a Novel Synthetic Opioid, in Human Urine by LC-MS-MS and LC-QToF. Journal of Analytical Toxicology. 41 (3), 173-180 (2017).
  33. Guale, F., et al. Validation of LC-TOF-MS screening for drugs, metabolites, and collateral compounds in forensic toxicology specimens. Journal of Analytical Toxicology. 37 (1), 17-24 (2013).
  34. Palmquist, K. B., Swortwood, M. J. Data-independent screening method for 14 fentanyl analogs in whole blood and oral fluid using LC-QTOF-MS. Forensic Science International. 297, 189-197 (2019).
  35. Adams, K. J., et al. Analysis of isomeric opioids in urine using LC-TIMS-TOF MS. Talanta. 183, 177-183 (2018).

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