Adli ve klinik toksikolojide biyolojik örneklerin kapsamlı taranması, güçlü ve son derece hassas aletler olmadan mümkün değildir.

Gaz kromatografisi kütle spektrometrisi (GC-MS), toksikolojik ilaç taramasına tarihsel olarak tercih edilen bir yaklaşımdır. Genel olarak bilinmeyen analiz - 4.000'den fazla madde tarayan geniş bir tarama yöntemi - geleneksel olarak GC-MS teknikleri ile yapılır, ancak son yıllarda sıvı kromatografi kütle spektrometrisi (LC-MS) yöntemleri tarafından sürekli gölgede bırakılmıştır.

Adli ve klinik toksikolojide biyolojik örneklerin kapsamlı taranması, güçlü ve son derece hassas aletler olmadan mümkün değildir. Bu tür enstrümanlar, araştırmacıların çalışmalarını, hızlı geri dönüş süresi, kullanım kolaylığı ve yenilikçi LC-MS tekniklerinin yüksek duyarlılığı ile kolaylaştırılan ana ilaçların ve karşılık gelen metabolitlerinin açıkça tanımlanmasına odaklamalarına izin verir.

Saç, idrar, kan ve oral sıvı, adli toksikoloji laboratuvarlarının aldığı çok çeşitli örnek türlerine örnektir. Bazı biyolojik matrisler diğerlerinden daha fazla tarama zorluğu yaratır ve oral sıvı testi son zamanlarda genel bilinmeyen analiz için optimize edildi ve laboratuvarların bir dizi hizmet sunmasını sağladı. Bağımlılık tıbbında çalışan sağlık klinikleri, psikiyatri hastaneleri, cezaevleri, uzman psikiyatri cezaevleri ve özel hekim uygulamaları bu tür hizmetlerden yararlanan kurumlara örnektir.

TOKSİKOLOJİ VAKA ÇALIŞMASI - DR. MİCHAEL BÖTTCHER LABORATUVARI
Michael Böttcher'ın Almanya'nın Dessau kentinde bulunan MVZ Laboratuvarı'ndaki laboratuvarı, ilaç tarama analizi ve toksikolojik çalışmalardaki uzmanlık özellikleri ile ünlüdür ve çok çeşitli biyolojik matrisler için eksiksiz bir analiz spektrumu sunmaktadır.

Kapsamlı bir analitik tesis olarak, laboratuvar çeşitli kaynaklardan örnekler alır. “Lab-Dessau'da her türlü ilaç testini yapıyoruz: terapötik ilaç izleme, kötüye kullanım test ilaçları işyeri ilaç testi, zehirlenme vakaları, ve özellikle bağımlılık tıbbı için klinik ilaç testi. Berlin gibi büyük şehirlerde çok sayıda bağımlılık kliniğinde çalışıyoruz. Kötüye kullanım ilaçları aramaya ek olarak terapötik ilaçları da izliyoruz ”diye açıklıyor Dr. Böttcher.

“Çok sayıda nadir ilaç testi konusunda çok uzmanız. Ayrıca adli test yapıyoruz - adli tıp tarafından akredite olduğumuz için, bir dizi adli kurum için çalışıyoruz. Birçok müşteri, daha az rutin olan yeni psikoaktif madde testlerine ihtiyaç duyuyor, bu nedenle uzman yeteneklerimiz nedeniyle bize örnekleri gönderiyorlar ”diyor Dr. Böttcher. Sentetik kannabinoid için numuneler sıklıkla laboratuvara gönderilir“yasal yüksekler” olarak adlandırılan sentetik opioidler ve internet ilaçları için yapılan testlerin yanı sıra. On yıllardır piyasada bulunanların yanı sıra modern “tasarımcı ilaçlar” laboratuvara gönderiliyor. Böttcher'ın laboratuvarı, kılcal kan numuneleri, idrar, saç ve oral sıvıdan gelen ilaçları analiz edebilir - ikincisi en son optimize edilmiştir ve özellikle bu laboratuvara özgüdür.

Laboratuvar, zamana duyarlı numunelerle müşterilere hizmet vermek için minimum kesinti süresi ile çalışan güvenilir cihazlara güvenmektedir. 4.000'den fazla maddeyi tarayan geniş bir tarama yöntemi olan genel bilinmeyen analiz yürütme yeteneği, laboratuvarda bulunan kapsamlı ilaç bileşikleri kütüphanesine bağlıdır, bu nedenle bunun yanı sıra güncelleme yöntemleri de devam etmek, devam eden araştırma ve hizmet geliştirme için kritik öneme sahiptir.

GC-MS VE LC-MS KARŞILAŞTIRMASI
GC-MS, genel bilinmeyen analiz kullanılarak toksikolojik ilaç taramasına geleneksel bir yaklaşımdır, ancak hızlı geri dönüş süresi, kullanım kolaylığı ve yenilikçi LC-MS yöntemlerinin yüksek hassasiyeti ile sürekli gölgelenmiştir. LC-MS'in artan popülaritesine rağmen, Dr. Böttcher'ın laboratuvarı bazı örnekleri LC-MS ile görünmediği için hala bazı örnekleri taramak için GC-MS kullanıyor. Yönlendirilmemiş taramada rutin çalışmalar için laboratuvar şimdi Bruker Daltonics'in çok aşamalı doğru kütle spektrometresi (LC-MSn) kütüphane tabanlı bir çözümü olan Toxtyper ™ 'yi kullanmaktadır.

“Rutin genel bilinmeyen analiz için artık GC-MS kullanmıyoruz, ancak bazı durumlarda, özellikle matrisin ayrıştırılabileceği ölüm sonrası dönemde, bu hala yararlı bir yedekleme tekniğidir. Post-mortemler LC-MS'de çok fazla iyon baskılaması üretir ve sonuçlar GC-MS sonuçlarından daha az dürüsttür. Toxtyper, örnekleri işlemenin ve daha memnun müşteriler elde etmenin daha iyi bir yoludur. ”

İlgili Makale: Yeni Nesil Dizileme için Adli Tıp Uygulamaları

LC-MS'nin GC-MS yerine giderek daha fazla tercih edilmesinin ana nedeni, numune hazırlama süresindeki azalmadır. Dr. Böttcher bu zaman tasarruflarının nasıl gerçekleştiğini şöyle açıklıyor:

“GC-MS ile, hepsi çok zaman alan numuneleri çalıştırmadan önce üç numune hazırlama adımını (hidroliz, ekstraksiyon ve türevlendirme) tamamlamanız gerekir. Tüm bu adımlar çok seçicidir ve bu yüzden madde kaybımız vardır. Ek olarak, numuneler hazırlık halinde çok hantal olduğu için numuneler gruplar halinde çalıştırılmalıdır, bu nedenle acil bir numune geç gelirse, rutine eklemek ekonomik değildir. İlk başta ne aradığınızı bilmediğiniz için bu, genel bilinmeyen analiz için dezavantajlıdır. LC sistemleri bu seçici örnek hazırlama adımlarını gerektirmez ve bu nedenle rastgele erişim mümkündür. Çalışma sonrası zaman da GC-MS'ye kıyasla büyük ölçüde azalır, veri madenciliği daha verimlidir ve fazla deneyime ihtiyacınız yoktur. ”

TARAMA YETENEKLERİ
Bazı durumlarda, müşteriler hangi ilacı taramak istediklerini bilebilir, bu durumda çok hedefli bir tarama yaklaşımı kullanılabilir. Bu yöntemin duyarlılığı, genel bilinmeyen analizden (hedefsiz yaklaşım) çok daha yüksektir, ancak ilgili ilaç grubunun bilinmediği zehirlenme durumlarında, genel bilinmeyen analiz gereklidir (Tablo 1).

 

Tablo 1: MVZ Laboratory Dessau, Limbach Group'ta LC-MS ilaç tarama özellikleri.
	Genel bilinmeyen analiz (Hedefsiz analiz) (Toxtyper ™)	Çok hedefli tarama (LC-MS-MS)
Madde Sayısı	4000 yakl.	100'e kadar (yönteme bağlı olarak)
Örnek tip	Oral sıvı, idrar, kan, camsı mizah, mide içeriği, mekonyum	Oral sıvı, idrar, saç, kan, camsı mizah, mide içeriği, mekonyum
Tarama yetenekleri	Bilinmeyen genel tarama Aşağıdakiler de dahil olmak üzere çok çeşitli ilaçların taranması:   Opiyatlar / opioidler benzodiazepinler 145 sentetik kannabinoid amfetamin antidepresanlar ve daha fazlası...	Özel yöntemler:   Opiatlar / opioidler = 65 madde Benzodiazepinler ve Zsubstances = 75 Sentetik kannabinoidler = 100 madde Amfetaminler / tasarımcı ilaçlar = 70 madde
Duyarlılık	1-25 ng / ml	0.1-2 ng / ml (10 x daha duyarlı);

Çoklu hedef analizi yapılır ve LC-MS-MS ile laboratuvarın çoklu hedef analitik sistemine yerleştirilir. Bu, müşterinin bireysel ihtiyaçlarına göre modifiye edilebilir ve uyarlanabilir ve şu anda 68 farklı madde için tarama kabiliyetine sahiptir. Laboratuvarın özel çoklu hedef yöntemleri, örneğin bir opiat yöntemi veya bir benzodiazepin yöntemi, söz konusu madde sınıfı için kapsamlıdır.

“Müşteri genellikle çok hedefli analiz veya genel bilinmeyen analiz yaptığımızda karar verir, ancak bu duruma bağlı olabilir. Örneğin, belirli bir durum özel bir analiz kullanılarak çözülemezse, genel bilinmeyen analiz uygulanır. Ancak bir müşteri bir opioid testi isterse, özel opioid yöntemini kullanırız. Opioid yöntemi için 65'ten fazla maddeyi test edebiliriz; benzodiazepin yöntemi ile 75 madde; ve sentetik kannabinoid yöntemiyle yaklaşık 100 maddeyi test edebiliriz. Bu oral sıvıya değil, diğer vücut sıvılarına da uygulanabilir ”diyor Dr. Böttcher.

Ultra yüksek performanslı sıvı kromatografisine ek olarak, LC-MS çözeltisi toksikolojik analiz için kapsamlı bir ilaç kütüphanesi kullanır. Dr. Böttcher, böyle bir kütüphanenin kullanılabilirliğinin çalışmalarını nasıl kolaylaştırdığını anlatıyor:

“GC-MS kütüphanesiyle aynı büyüklükte bir kütüphane bulunduğunu duyduğumuzda, ancak glukuronidlerin eklenmesiyle hemen ilgileniyorduk. Kütüphane tüm önemli glukuronidleri içeriyorsa, hidrolizleme gerekli değildir. Böyle bir kütüphaneyi kendi başınıza kurmak çok karmaşıktır, çünkü bu glukuronid moleküllerini satın alamazsınız. Hidroliz, zaman alıcı ve seçici olan glukuronidleri temizler, çünkü bazı maddeler yüzde 100 parçalanmaz ve yöntemlerinizi doğrulamak için bu maddeleri satın alamazsınız. Bu yaygın bir bilgi değildir ve idrar toksikolojisinde önemli bir konudur. Glukuronidler ve Toxtyper cihazını içeren kütüphanenin kombinasyonu, özellikle idrar analizi için büyük bir başarı. ”

Böttcher'ın laboratuarı toksikoloji çalışması için biri Bruker tarafından geliştirilen, diğeri ise harici bir bilimsel enstitü olan Maurer / Wissenbach / Weber (MWW) Kütüphanesi (Wiley-VCH, Weinheim, Almanya, 2014, TT-M2) için iki ilaç kütüphanesi kullanmaktadır. . Laboratuvar, planlanmış amaçlar için yaklaşık 1.000 ana madde içeren Bruker kütüphanesini kullanır: Maddenin mevcut olması halinde bulunması gereken dar bir algılama süresi penceresi vardır. Bu, yazılım belirli bir maddeye yönlendirildiği için hassasiyetin artmasına neden olur. MWW kütüphanesi 1.500 madde ve 3.000 metabolit (glukuronidler dahil) içerir ve Bruker kütüphanesinden farklı olarak tutma süresine endekslenmez. Bu, duyarlılığın daha düşük olduğu, ancak kütüphane son derece kapsamlı ve aynı zamanda gerekli metabolitleri de içerdiği anlamına gelir.

TOKSİKOLOJİNİN GELECEĞİ
Hızla değişen bu endüstride sürekli olarak yeni yöntemler geliştirilmelidir, böylece laboratuvarlar tasarımcı ilaç pazarına ayak uydurabilir. Enstrümantasyon ve yazılım, tıpkı harici ilaç kütüphaneleri gibi güncel kalmalıdır. Yeni psikoaktif maddeler ve sentetik kanabinoidler piyasaya hızlı bir şekilde giriyor, bu da mevcut kütüphanelerde bazı ilaçların eksik olabileceği anlamına geliyor.

Laboratuvarlar LC-MS kütüphanelerine kendileri madde ekleyebilir, ancak idrar örnekleri için metabolitler de gereklidir ve ana maddeler gibi satın alınamaz. Bu nedenle, idrar metaboliti kütüphanelerindeki güncellemeler, adli toksikoloji laboratuvarlarının araştırma ve hizmetlerinin devam eden başarısı için zorunludur.