Entwicklung eines Multi-Target-Analysenverfahrens zur Identifizierung und Quantifizierung von Drogen- und Medikamtenwirkstoffen und Giften
Final Report Abstract
Mit Hilfe einer neuartigen linearen lonenfalle als LC-MS/MS-Detektor (Triple-Quadrupol-Linear lon Trap - Hybrid-Gerät) wurde ein Multi-Target-Screening-Verfahren (MTS) zum Nachweis von körperfremden Substanzen (Drogen, Medikamentenwirkstoffen) in Blut, Urin etc. entwickelt, welches gegenüber den herkömmlichen Verfahren deutlich verbessert werden konnte: - Einbindung von Retentionszeiten, höhere Selektivität der Detektion, schnellere Messzyklen (durch sMRM-Technik) und variable Kollisionsenergie (collision energy spread) - Erweiterung des Spektrums an detektierbaren Substanzen (von 300 auf 700) - Überprüfung der Reproduzierbakeit von Tandem-Massenspektren auf verschiedenen Geräten der QTrap-Baureihe, die in forensischen Laboratorien genutzt werden - Standardisierung des Screening-Verfahrens für den Einsatz in nationalen und internationalen Institutionen (in Forensischer und Klinischer Toxikologie, z.B. in Toronto und Helsinki) ermöglicht die Übertragbarkeit von Methoden von Labor zu Labor. - Untersuchung und Optimierung von Probenaufbereitung und Erkennen der Einflüsse auf Matrixeffekte für die Analyse von Urin und Serum. - Entwicklung eines On-Iine-Extraktionsverfahrens als Grundlage für eine weitere Entwicklung der Screeningmethode insbesondere für kleine Probenvolumina. Dieses Verfahren wurde parallel mit herkömmlichen GC-MS- und HPLC-Verfahren verglichen und zeigte gute Übereinstimmung bei Ringversuchsproben und Human-Proben aus Klinik und Forensik, welche eine ungerichtete Analyse auf Drogen- und Medikamentenwirkstoffe erforderten. Schwachpunkte der Methode wurden erkannt und beschrieben, z.B. sind bisher keine negativ ionisierbaren Substanzen in der Methode. Das Verfahren stellt die Grundlage für weitere Anwendungen mit neueren/empfindlicheren QTrap-Massenspektrometern für a) Miniaturisierung des Probenvolumens, b) neue Anwendungen (Bloodspots etc.) dar, und eröffnet eine weitere Möglichkeit zur Automatisierung. Ergebnisse des Projekts wurden publiziert und auf Tagungen vorgestellt. Außerdem sind auf nationaler Ebene Schulungen zum Einsatz des Verfahrens in der forensischen Toxikologie geplant, da Fachkollegen sich für das Verfahren interessieren oder es bereits installiert haben. Ein ähnliches Verfahren mit QTrap-MS/MS - allerdings mit anderer Survey-Scan-Technik - wurde von einem ehemaligen Kooperationspartner (Marquet P., Sauvage F.-L., Limogues/Frankreich) ebenfalls weiterentwickelt, andere Verfahren mit Flugzeitmassenspektrometern (ToF oder QTof) (Pelander A., Helsinki; Tonnes S., Frankfurt) wurden entwickelt und weitere mit Triple-Quadrupol-, Orbitrap- (Thermo Scientific) oder lon-Trap-Massenspektrometern (Agilent, Thermo) wurden zwischenzeitlich publiziert. Dies zeigt, dass hier ein großes Interesse für die grundlegende Entwicklung von neuen Screening- Methoden und Anwendungen besteht.
Publications
- LaborPraxis; Multi Target Screening mittels LC-MS/MS
- IMSC 2006 in Prag; Workshop „STRATEGIES FOR THE PRODUCTION OF A UNIVERSAL PRODUCT ION MS/MS LIBRARY"; Inter-Instrument Comparison of an ESI-MS/MS Library of Drugs for Target and General-Unknown Analysis
- IMSC 2006 Prag; Multi Target Screening (MTS) for the detection of 400 drugs in serum and urine extracts and identification with a new MS/MS-library
- ASMS 2007 Indianapolis und SOFT 2007 North Carolina; General Unknown Multi Target Screening (MTS) using a QTrap with ESI-MS/MS Library of 1250 Compounds
- TIAFT 2007 Seattle; ESl-MS/MS library of 1250 drugs: database for drug identification with Triple-Quadrupole-MS and Q TRAP instruments
- DGMS 2008 Gießen; Detektion von über 400 forensisch relevanten Substanzen durch Multi Target Screening (MTS) mit Qtrap 3200 LC-MS/MS und Identifizierung mittels einer Spektrenbibliothek
- lAFS 2008 New Orleans; Multi Target Screening for >600 Drugs by QTRAP LC-MS- MS and Library Searching
- SOFT 2008 Phoenix, Arizona; Determination of basic drugs of abuse in serum with on-line extraction and LC-MS/MS
- SOFT 2008 Phoenix, Arizona; Multi-Target Screening (MTS) for more than 400 Drugs by QTrap LC-MS/MS and Library Searching - on Its Way to Routine Use
- ASMS 2009 Philadelphia und IMSC 2009 Bremen; Multi Target Screening for 700 Drugs Using a QTRAP LC-MS/MS System and Automated Library Searching
- Determination of basic drugs of abuse in human serum by online extraction and LC-MS/MS.,Anal Bioanal Chem. 2009 Aug 25. [Epub ahead of print]
Ferreirós Bouzas N, Dresen S, Munz B, Weinmann W
- DGMS 2009 Konstanz und GTFCh Symposium 2009 Mosbach; On-line Extraction Coupled to LC-MS/MS for the Determination of Drugs of Abuse
- DGMS 2009 Konstanz; ESI-MS/MS Spektrenbibliothek von 1250 Substanzen und ihre Anwendung in der forensischen und klinischen Toxikologie
- GTFCh Symposium 2009 Mosbach; Determination of eighty-nine antidepressants and neuroleptics in human serum with an LC - Triple Quadrupole / Linear lontrap (QTrap)
- GTFCh Symposium Mosbach 2009; Detektion und Identifizierung von 700 Wirkstoffen mittels Multi Target Screening (MTS) mit QTrap 3200 LC-MS/MS und Spektrenbibliothekssuche
- SI-MS/MS library of 1,253 compounds for application in forensic and clinical toxicology.. Anal Bioanal Chem. 2009 Sep 9. [Epub ahead of print]
Dresen S, Gergov M, Politi L, Halter C, Weinmann W
- TIAFT 2009 Genf; Detection and Identification of 700 Drugs by Multi Target Screening (MTS) with a QTrap 3200 LCMS/MS and Library Searching
