Restek
Home / Resource Hub / Video Library / Schnelles Screening Bestätigung von Analyten in Bioflüssigkeiten mit einer einzigen Probe

Schnelles Screening & Bestätigung von Analyten in Bioflüssigkeiten mit einer einzigen Probe

Beschreibung

In der Laboranalytik besteht ein Bedarf an MS-basierten Arbeitsabläufen für das schnelle Screening und die Quantifizierung von Zielanalyten in biologischen Flüssigkeiten. Unter idealen Voraussetzungen kann dieselbe Probe sowohl für das Screening als auch für die Bestätigung verwendet werden. In den meisten Fällen sind jedoch zwei unabhängige Proben und Arbeitsabläufe zur Probenvorbereitung erforderlich, um die Zielanalyten für das Screening, die Quantifizierung und die Bestätigung zu isolieren.

In diesem Poster-Video stellen wir eine Vorrichtung vor, mit der sich Zielsubstanzen aus diversen Bioflüssigkeitsproben extrahieren lassen, die dann durch direkte Kopplung der Vorrichtung an ein Massenspektrometer schnell gescreent und quantifiziert werden können. Dieselbe Vorrichtung kann auch zur Bestätigung dieser Analyten per LC-MS/MS ohne weitere Probenvorbereitung verwendet werden. Diese neuartige Technologie, bekannt als "Coated Blade Spray" (CBS), liefert zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse bei einer Gesamtanalysezeit von weniger als 5 Minuten für das Schnell-Screening-Protokoll.

Weitere Informationen

 

Transkript 

Hallo, ich heiße German Gomez und arbeite bei Restek im Team für Forschung und Entwicklung. Ich möchte Ihnen mein Poster mit dem Titel “Schnelles Screening und Bestätigung von Analyten in Bioflüssigkeiten mit einer einzigen Probe und einer einzigen Probenahmevorrichtung” vorstellen.

In der Laboranalytik besteht ein Bedarf an MS-basierten Arbeitsabläufen für das schnelle Screening und die Quantifizierung von Zielanalyten in biologischen Flüssigkeiten. Unter idealen Voraussetzungen kann dieselbe Probe sowohl für das Screening als auch für die Bestätigung verwendet werden. In den meisten Fällen sind jedoch zwei unabhängige Proben und Arbeitsabläufe zur Probenvorbereitung erforderlich, um die Zielanalyten für das Screening, die Quantifizierung und die Bestätigung zu isolieren.

Hier stellen wir eine Vorrichtung vor, mit der sich Zielsubstanzen aus diversen Bioflüssigkeitsproben extrahieren lassen, die dann durch direkte Kopplung der Vorrichtung an ein Massenspektrometer schnell gescreent und quantifiziert werden können. Dieselbe Vorrichtung kann auch zur Bestätigung dieser Analyten per LC-MS/MS ohne weitere Probenvorbereitung verwendet werden. Diese neuartige Technologie, bekannt als "Coated Blade Spray" oder CBS, liefert zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse bei einer Gesamtanalysezeit von weniger als 5 Minuten für das Schnell-Screening-Protokoll. 

Wie funktioniert also diese "Coated Blade Spray"-Technologie?

Coated Blade Spray ist eine SPME-basierte analytische Methode, die die Erfassung von Zielanalyten aus einer Probe und eine direkte Interface an MS-Systeme über eine Substratspray-Ionisierung ermöglicht. Die Vorrichtung selbst besteht aus einer dünnen, flachen Klinge mit zugespitztem Ende, die aus einem leitenden Material wie Edelstahl gefertigt ist. Als SPME-Vorrichtung ist das Substrat teilweise mit einer aus Polymerpartikeln und einem Bindemittel bestehenden Extraktionsphase beschichtet. Die Funktion der Polymerpartikel besteht darin, die Zielanalyten aus der Probenmatrix anzureichern und gleichzeitig Matrixeffekte so weit wie möglich auszuschließen. Als eine Methode mit direkter Kopplung an ein Massenspektrometer erfordert die Vorrichtung eine vorherige Benetzung des Extraktionsmaterials, damit die auf ihm angesammelten Analyten eluiert werden können. Anschließend wird zwischen dem nichtbeschichteten Bereichs des Substrats und dem Eingang des MS-Systems ein Differenzpotential angelegt, so dass an der Spitze der CBS-Vorrichtung ein Elektrospray erzeugt wird. 

In dieser Studie wurden mit HLB-Partikeln beschichtete CBS-Vorrichtungen verwendet und das CBS-Analyseprotokoll umfasste drei Schritte: Erstens die Analytanreicherung durch Extraktion aus einem Fläschchen mit der gewünschten Probe. Zweitens die Reinigung der Beschichtung, das heißt das Eintauchen der CBS-Vorrichtung in ein Fläschchen mit Wasser zur schnellen Entfernung etwaiger lose anhaftender Matrixbestandteile. Und drittens die Geräteanalyse, die durch Aufbringen von 10 µL Methanol/Wasser auf den beschichteten Bereich durchgeführt wird. Nach 10 Sekunden wird ein Potential von 4 kV am nichtbeschichteten Bereich der Klinge für 5 Sekunden angelegt, wodurch die Elektrospray-Ionisierung ausgelöst wird. Zur Bestätigung wurde dieselbe CBS-Vorrichtung nach der direkten MS-Analyse 5 Minuten lang in eine Fläschchen mit 200 µL einer Methanol/Wasser-Lösung eingetaucht. Ein Mikroliter dieser Lösung wurde dann in ein LC-MS/MS-System injiziert und die Analyten wurden in weniger als 3 Minuten mit einer Raptor Biphenyl 30 x 2.1 mm Säule mit 1.8 µm großen Partikeln getrennt. Wie in Abbildung 1 gezeigt, wurden für verschiedene getestete Drogen wie Kokain, Methadon, PCP und JHW-015, die in Speichelproben in Konzentrationen von 1-200 ng/mL hergestellt wurden, ausgezeichnete Linearität, Genauigkeit und Richtigkeit beobachtet.

Wie erwartet, erwies sich die CBS-Methode als ein nützliches Tool für das schnelle Screening und die Quantifizierung von Drogen in Speichelproben. Während ein schnelles Screening für die meisten Anwendungen geeignet ist, sind bestätigende Ergebnisse mit einer Gold-Standard-Methode ideal. Soweit wir wissen, ist dies das erste Mal, dass eine Vorrichtung, die für das ultraschnelle Screening verwendet wurde, auch für Bestätigungszwecke geeignet ist. Abbildung 2 zeigt beispielsweise ein Chromatogramm mehrerer Analyte mit unterschiedlichen physikochemischen Eigenschaften, die mithilfe der CBS-Vorrichtung aus Speichelproben extrahiert wurden. Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass mit diesem Ansatz der direkten Kopplung an ein MS-System und mit dem herkömmlichen LC-Tandem-MS-System identische quantitative Ergebnisse erzielt wurden, auch wenn dies auf der Folie nicht dargestellt ist. 

In dieser Studie stellen wir die erste Probenahmevorrichtung vor, die sowohl für das schnelle Screening und die Quantifizierung als auch für die Bestätigung und Quantifizierung ohne weitere Probenvorbereitung verwendet werden kann. Die optimierte Methode mit direkter Kopplung an ein MS-System zeigte eine hervorragende Genauigkeit mit einer relativen Standardabweichung <10 %, Bestimmungsgrenzen gleich oder kleiner 5 ng/mL und eine ausgezeichnete Linearität mit Korrelationskoeffizienten >0,99 für jede der ausgewählten Verbindungen innerhalb des ausgewerteten Bereichs zwischen 1-200 ng/mL. 

Vielen Dank, dass Sie sich mein Poster angesehen haben. Wenn Sie mehr über CBS erfahren möchten, klicken Sie bitte auf den Link unten und folgen Sie uns auf Twitter.

 

 

CFAV3643-UNV