هنا يمكننا وصف أسلوب الفائق للمراقبة الشاملة للمخدرات أن يسمح بتحسين القرار والكشف عن لوحات كبيرة من المخدرات من الاعتداء وعلى نواتج الأيض، مع مراقبة الجودة استناداً إلى حقن مولتيسيجمينت-الشعرية التفريد-قياس الطيف الكتلي.
الأساليب التحليلية الجديدة هناك حاجة ماسة لتمكين فحص المخدرات الفائق، ولكنه شامل، نظراً للأزمة المخدرات شبائه الأفيون ووصفه طبية مثيرة للقلق في مجال الصحة العامة. البول التقليدية اختبار المخدرات استناداً إلى شاشة المناعة مستويين تليها الكتلي الفصل اللوني للغاز-جنبا إلى جنب (GC-MS/MS) أو أسلوب السائل اللوني-جنبا إلى جنب الكتلي (LC-MS/MS) مكلفة وعرضه للتحيز في حين يجري المحدودة للوحات المستهدفة من العقاقير المعروفة للإيذاء (دعاء). هنا، فإننا مخطط طريقة محسنة لمراقبة المخدرات التي تسمح لهذا القرار والكشف عن فريق موسع من دعاء ونواتج الأيض بها عند استخدام مولتيسيجمينت الشعرية حقن التفريد-قياس الطيف الكتلي (إس م-مللي ثانية). متعدد الفواصل من عشر عينات البول مع مراقبة الجودة واسطة CE (< 3 دقيقة/عينة) بالتزامن مع الحصول على البيانات كاملة-مسح استخدام وقت لطيران مطياف كتلة (TOF-MS) تحت الكشف عن وضع أيون إيجابي يسمح لتحديد و التحديد الكمي لدعاء أعلى من المستويات الموصى بها وقف إنتاج المواد الانشطارية. حل ممتاز ايزومرات المخدرات وإيسوبارس، بما في ذلك التدخلات الخلفية، تتحقق عند استخدام MSI-CE-مرض التصلب العصبي المتعدد مع فاصل اليكتروكينيتيك بين شرائح العينة، حيث دقة الصيغة الجزيئية/الجماهيري جنبا إلى جنب مع كوميجريشن من الديوتيريوم مطابقة المعايير الداخلية والكشف عن واحد أو أكثر من الأيض الحيوي غير متحولة تيسير تحديد دعاء عبر نافذة كشف أوسع نطاقا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحليل عينات البول مباشرة بدون ديكونجوجاتيون الإنزيم للفحص السريع دون workup نماذج معقدة. إس–م–مرض التصلب العصبي المتعدد يتيح مراقبة قطاع عريض من دعاء ما مطلوب لرصد معاملة المرضى المعرضة للخطر، بما في ذلك تأكيد الالتزام المخدرات المنصوص عليها والكشف عن الاستخدام غير المشروع للمخدرات/استبدال، وتقييم نظم الجرعة المثلى كما يلزم للتطورات الجديدة في الطب الدقة.
زيادة مزعجة في إساءة استخدام والإدمان على المواد الأفيونية للإدارة للألم المزمن يمثل تهديدا متزايداً للصحة العامة، مع ما يزيد على 70,000 الوفيات جرعة زائدة من المخدرات في الولايات المتحدة قدرت في عام 20171. وبالمثل، توصف مختلف الأدوية المؤثرات العقلية الأخرى أيضا على نطاق واسع للأطفال والبالغين لعلاج القلق والاكتئاب، و قضايا الصحة العقلية2. نتيجة لذلك البول لاختبار الأساليب، وضعت على نطاق واسع لمكان العمل والطب الشرعي علم السموم، العقاقير ذات أهمية حيوية لرصد العلاجية من الأدوية الموصوفة التي عرضه للتسامح والاعتماد على3،4. وهذا مطلوب لضمان الالتزام والفعالية العلاجية المثلى، وسلامة المرضى، حين كشف الاستعاضة المحتملة، بما في ذلك إساءة استعمال المخدرات غير المشروعة أو نونبريسكريبيد. حاليا، تعتمد اختبارات العقاقير البول لدعاء على نهج مستويين، يتألف من المناعة التنافسية الأولى الشاشة عن طريق أجهزة النقطة الرعاية أو محلل مختبر، تليها اختبار توكيدي مع قدر أكبر من الدقة استناداً إلى GC-MS/MS ويتزايد، LC-MS/MS5. ومع ذلك، يتم تحديدكم عرضه للتحيز، كما ربط الكواشف الأجسام المضادة نونسبيسيفيكالي على مختلف أصناف المخدرات إلى تولد نتيجة إيجابية الشاشة الظني، الذي يمنع من تحديد موثوق بها وتحديد كمية معينة من العقاقير أو المخدرات المعقدة 6من الخلائط. وفي هذا السياق، هناك حاجة ماسة إلى اختبارات العقاقير البول أكثر دقة نظراً للتكاليف الباهظة لعقاقير متعددة شاملة الشاشات،7 بما في ذلك العقاقير المحورة والمنتجات الاصطناعية البول الذي يراوغ التقليدية المستهدفة فحوصات.
واقترحت فصل ذات الكفاءة العالية بالاقتران مع الاستبانة “مرض التصلب العصبي المتعدد” (نظام إدارة الموارد البشرية) باستخدام تحليل شامل TOF أو أوربيتراب كاستراتيجية نونتارجيتيد لمراقبة المخدرات في عصر بوليفارماسي وتوسيع لوحات دعاء8،9 . ولكن هي التقليدية LC الفواصل بطيء (> 15 دقيقة) نظراً لأوقات طويلة شطف للقرار من فئات متنوعة كيميائيا لدعاء ونواتج الأيض استخدام برامج شطف التدرج، مما يحد من الإنتاجية عينة للفحص الروتيني المخدرات. وبدلاً من ذلك، تستند أساليب التحليل المباشر التأين (ديسي) الامتزاز10 وليزر صمام ثنائي الامتزاز الحراري (لدتد) تسمح للمخدرات أسرع الفحص دون فصل11. ومع ذلك، هذه الأساليب التأين المحيطة عرضه للتدخلات isobaric/متجازئه عند تحليل عينات البول المعقدة، مما يتطلب اختبار توكيدي مستقلة.
لدينا مختبر وضعت مؤخرا منصة فصل متعدد لزيادة الإنتاجية عينة مع الحفاظ على الدقة القرار وبيانات عالية الكفاءة الفصل يستند إلى MSI-CE-MS12. يمكن تصميم البيانات رواية مهام سير العمل في إس–م–مرض التصلب العصبي المتعدد المستقلب نونتارجيتيد التنميط (أيجميع) لتقييد حجم بيوسبيسيمينس، بينما تسمح لضوابط الجودة (QC) لتصحيح دفعة كما هو مطلوب للسكان على نطاق واسع 13من الدراسات. في هذه الحالة، فصل يتم تنفيذها باستخدام مخزن مؤقت isocratic مع ذائبة التأين التي تحدث تحت ظروف حالة ثابتة المذيبات عند استخدام واجهة سائل غمد تقليدية، والذي يسمح لحقن المسلسل من عينات 10 أو أكثر من إطار واحد قم بتشغيل للفحص السريع بعد الانتقائي لفئات متنوعة من دعاء وعلى نواتج الأيض14. تركز هذه الدراسة هو مواصلة التحقق من إس–م–مرض التصلب العصبي المتعدد لتحليل عينات البول أصيلة من مجموعة ممثل من اكتئاب مرضى باستخدام أسلوب “تمييع-وإطلاق النار” التي تتجنب الحاجة إلى إنزيم التحلل15مباشرة. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء تنفيذ مباعدة اليكتروكينيتيك بين المقابس عينة المسلسل في إس-م-MS16 مزيد تحسين القرار من مختلف المخدرات ايزومرات/إيسوبارس، خلفية التدخلات البولية، و/أو عبر تداخلات عند فحص لوحات كبيرة من دعاء. التحديد الكمي المطلق لدعاء في عينات البول عند استخدام مطابقة الديوتيريوم المعايير الداخلية (د-هو) ويتجلى عند استخدام MSI-CE-مرض التصلب العصبي المتعدد. وييسر هذا النهج أيضا التعرف على المخدرات، فضلا عن الفائتة موقف العينة الصحيحة للحالات الإيجابية الشاشة عند مقارنتها بخليط فريق المخدرات في الموصى فحص مستوى الوقف الذي يعمل أيضا كمرجع/QC داخلية داخل تشغيل نفسه.
فصل الكروماتوغرافي التقليدية عادة ما تعتمد على حقنه عينة واحدة كل تشغيل، ثم أعقبتها شطف تدرج لحل خليط معقد من المخدرات وتجديد الأعمدة. هذه المتطلبات أساسا تحد من إنتاجية عينة وواجب دورة حتى عند استخدام برامج تبديل العمود الأمثل. وفي هذا السياق، تحليل المخدرات في البول كبيرة الحجم لمكان العمل، وعلم السموم، أو تطبيقات الرصد العلاجي GC-MS/MS، ويزداد، LC-MS/MS هكذا المؤداة بالتوازي لكن المستخدمة تفضيلي كدرجة ثانية أو توكيدي اختبار عندما لزم الأمر (أي، سياق القانونية أو الطبية). هذا سبب أعلى بكثير من الاستثمارات الرأسمالية وتكاليف التشغيل، فضلا عن مضاعفات مع تحليل البيانات عند مقارنة العينات التي تم تحليلها عبر أنظمة فعالة متعددة داخل مختبرات معتمدة. كنتيجة لذلك، لا تزال تحديدكم الطريقة الرئيسية للفحص الروتيني المخدرات على الرغم من كونه عرضه لايجابيات كاذبة والسلبيات الكاذبة فيما بين العديد من فئات المخدرات، مع محدودية الوصول إلى الكواشف الأجسام المضادة للعقاقير المحورة الناشئة. وقد أثبتت الدراسات السابقة أن متعدد الفواصل التي تستند إلى MSI-CE-MS تقدم حلاً بسيطاً لتعزيز الإنتاجية عينة تصل إلى حجم واحد. بالإضافة إلى ذلك، يسمح هذا النهج لتصميم مهام سير العمل بيانات جديدة لاكتشاف العلامات البيولوجية مع بيانات عالية الدقة على أساس تنفيذ التصحيح دفعة فعالة ومراقبة الجودة12،،من1314. ومع ذلك، الأخذ بحقن هيدرودينامية 10 أو أكثر من المسلسل في إس–م–مرض التصلب العصبي المتعدد يقصر طول شعري الفعالة المطلوبة للحفاظ على فصل عالية الكفاءة، مما قد يؤدي إلى الإخلال الانتقائية عند تحليل دعاء وعلى نواتج الأيض في البول البشري.
هذه الوثيقة، قدمنا حقن اليكتروكينيتيك بج بعد كل حقن عينة هيدرودينامية، مثل أن الفصل يستفيد من طول الشعرية الكاملة (120 سم)، وبالتالي تحسين القرار المخدرات هامة isobars/ايزومرات عند استخدام كامل المسح الحصول على البيانات من TOF-مرض التصلب العصبي المتعدد (الشكل 1A). بالمقارنة مع تقرير الأخيرة14، يتحقق أفضل قرار عدة هامة isobaric/متجازئه دعاء ونواتج الأيض بهم، الذي حاسم عند الكشف عن لوحات كبيرة للمخدرات. على سبيل المثال، أدرك القرار ايزومرات المجموعة الهيكلية/وظيفية هامة عديدة، بما في ذلك ثلاثة مماثلة شبائه الأفيون المخدرات/نواتج الأيض (الشكل 1B) وهما isobars شبائه الأفيون لا علاقة لها (الشكل 1) الميتامفيتامين اثنين ايزومرات الموضعية (الشكل 1). وفي جميع الحالات، المرحل عينة من حقن المسلسل من حلول كاليبرانت مختلفة ضمن نفس تشغيل ليست كبيرة كما أكدت السيطرة أو فراغ بول سلبية. بالإضافة إلى ذلك، يتحقق القرار تحسن أيضا لعدة تداخلات عبر إشراك بعض د-المحطة الفضائية الدولية مع المخدرات isobaric داخل الفريق، مثل الكوتينين-d3 و 3 و 4-أمفيتامين (MDA) وأدب-d3 إيميبرامين، نورفينتانيل-d5 و الزولبيديم والكوكايين-d3 والكوديين-d6 والكيتامين، سيرترالين،. يتم توسيع هذه النتيجة إلى سائر التدخلات isobaric داخل الفريق المخدرات أن أفضل حل في هذه الدراسة (مثلاً، نوروكسيكودوني/أوكسيمورفوني، نورميبيريديني/الميثيلفينيديت)، فضلا عن تداخلات البولية الخلفية الرئيسية (مثلاً ، وفي المصدر تجزئة الأيونات كرياتينين مع الأمفيتامين)14. وفي الواقع، الوصول إلى معلمتين متعامد لإرضاء تحديد المفترضة دعاء معين حاسمة للحد من إيجابيات كاذبة بسبب التدخلات isobaric، إلا وهي دقيقة الشامل جنبا إلى جنب مع كوميجريشن مع د-المحطة الفضائية الدولية. أيضا، conjugate(s) الكشف عن نواتج الأيض بيوترانسفورميد واحد أو أكثر من المخدرات الأصل داخل نفس العينة، مثل المخدرات بالجلوكويورونويد الهيدروكسيلية، أو ديميثيلاتيد، أو سليمة، ويضيف مزيدا من الثقة تجاه التعرف على المخدرات أثناء توسيع النافذة للكشف.
المستويات الموصى بها وقف إنتاج المواد الانشطارية لفحص المخدرات في البول تختلف على نطاق واسع لفئات مختلفة من دعاء (تتراوح من 50 إلى 1,000 نانوغرام/مليلتر) تبعاً الدوائية، والسمية، والتدخلات الخلفية، بغية الحد من التحيز الأسلوب استناداً إلى المبادئ التوجيهية من تعاطي مواد الإدمان والصحة العقلية لخدمات الإدارة (سامهسا)14. إمكانية إس م-مللي ثانية لكشف وتحديد فئات متنوعة من دعاء مباشرة في البول مع المعالجة عينة الحد الأدنى طبق على مجموعة من مرضى اكتئاب مع سجل الوصفات طبية معروفة. تحديد نهائي الميثادون (المقررة) والمنشطات (نونبريسكريبيد/غير المشروعة)، فينلافاكسين (المقررة) والركبة (المقررة) في عينات البول المخفف، بعد نونهيدروليزيد، واتضح عند استخدام MSI-CE-مرض التصلب العصبي المتعدد. وقد استند مقارنة مباشرة للمخدرات اكتشفت في موقع حقن محددة بالنسبة إلى الخليط 84-المخدرات أدخلت في موقف العينة الأولى في الموصى فحص الحد الأدنى الذي يخدم كمرجع ضمان الجودة الداخلية ومراقبة إيجابية (الشكل 2). أيضا، الكمي المخدرات المطلقة ممكنة عند استخدام منحنيات المعايرة الخارجية (الشكل 3) استناداً إلى نسبة استجابة أيون قياسه لمخدرات بالنسبة لها د-. وخلافا لمعظم الكروماتوغرافي نسخ فصل الألوان، لا يوجد أي تأثير الديوتريوم تؤثر الهجرة فروق التوقيت بين مد-هو والمخدرات نونديوتيراتيد نظراً لأنها تمتلك موبيليتيس الغرواني الكهربي مماثلة في الحل مجاناً في CE. والواقع أن سلوك الهجرة دعاء بدقة على غرار في CE، استناداً إلى بنيتها الأساسية الخصائص الفيزيائية الكيميائية، إلا وهي الحجم الجزيئي وتهمة فعالة (pK)14. أن العديد من الأدوية أيضا الخضوع الأيض الثانوية الهامة قبل الإفراز في البول (مثلالمورفين بالجلوكويورونويد)، وقف الفحص تتطلب مستويات التكيف كما يتم بها قياس تركيزات أقل من المتوقع عند مقارنة مع الأساليب التي تستخدم إنزيم التحلل المائي للكشف عن المخدرات الإجمالي. فائدة كبيرة من البول “تمييع-وإطلاق النار” اختبار المخدرات، إلى جانب تخفيض التكاليف/الوقت والتعامل مع العينة، وتحيز محتمل أو الاختلافات دفعة بسبب التحلل إنزيم غير مكتملة، زيادة تأكيد الحالات الإيجابية الشاشة مفترض الكشف عن نواتج الأيض المخدرات ذات الصلة واحد أو أكثر ضمن نفس العينة. وهذا أيضا يوفر رؤى أعمق في المخدرات متطلبات الجرعة الدوائية والأمثل لكل مريض على حدة مع تحسين الكشف عن الأيض “سريع” أو المخدرات غير المشروعة/المنصوص عليها مع نصف حياة قصيرة. بالإضافة إلى ذلك، كوميجراتيون المطابقة مع د-هو يلعب وظائف هامة اثنين للمخدرات موثوقة الفرز عند استخدام MSI-CE-مرض التصلب العصبي المتعدد – إلا وهي أنها تحدد موضع حقن عينة الدقيق (أي، # المريض) بينما أيضا تصحيح الاختلافات في أيون الردود/حقن وحدات التخزين لتحسين الدقة والدقة.
مستقبل العمل يهدف إلى تطوير أدوات البرمجيات المخصصة لتيسير التجهيز الآلي للبيانات متعدد الفواصل بالإضافة إلى نظام إدارة الموارد البشرية اللازمة لاختبار مع QC/QA المخدرات البول كبيرة الحجم. سيتم أيضا التحقيق التحقق صارمة لاس–م–مرض التصلب العصبي المتعدد لفحص واسعة الطيف دعاء من بين مجموعة أكبر من المرضى المعرضة للخطر من أجل إجراء تقييم موضوعي للمخدرات المنصوص عليها الالتزام وإمكانية إساءة استخدام/الاستبدال التي قد تعرض للخطر فعالية العلاج، وسلامة المرضى، و/أو التشخيص والتقييم النفسي. أيضا ستقوم ب MSI-م-ماجستير تحليلاً تكميلية لفئات الحمضية/أنيونى دعاء ونواتج الأيض بها تحت ظروف قلوية مع الكشف عن وضع أيون السلبية كما هو مطلوب لفحص شامل من أشباه القنب الطبيعي/الاصطناعية. هذا أمر هام نظراً للآثار المترتبة على الصحة العامة التي تلوح في الأفق لإضفاء الشرعية على الماريجوانا الترفيهية عبر العديد من الولايات الأمريكية وكندا. وميزة رئيسية لاقتناء البيانات كامل المسح TOF-مرض التصلب العصبي المتعدد أنه يمكن إجراء تحليل استعادي للعينات حتى عندما لم تعد تتوفر عينات البول لمتابعة الاختبار، بينما يمكن تقييم نمط الحياة أو التعرض الغذائية الأخرى بشكل أفضل فهم الاستجابات التفضيلية للعلاج بالعقاقير. وباختصار، يقدم أسلوب مراقبة المخدرات سريعاً بعد دقيقة من إس–م–مرض التصلب العصبي المتعدد مزايا هامة لتحديدكم المستهدفة التقليدية، فضلا عن التسريب المباشر/المحيطة أساليب التأين-MS/MS التي عرضه للتدخلات/التحيز عندما حل لوحات موسعة دعاء وبهم من الأيض في عينات بيولوجية معقدة بالتكاليف الإضافية.
The authors have nothing to disclose.
P.B.M. تود أن نعترف بدعم تمويلي من العلوم الطبيعية ومجلس البحوث الهندسية في كندا، ومؤسسة كندا للابتكار وكندا الجينوم وجامعة ماكماستر. يشكر المؤلفون لي هوارد في شركة سيروكلينيكس، والدكتور ماركوس كيم من “التكنولوجيات اجيلنت” لمناقشاتهم الثاقبة. بالإضافة إلى ذلك، تقر الكتاب الدكتور زينب سمعان من قسم الطب النفسي والعلوم السلوكية في جامعة ماكماستر وعيادة اضطرابات المزاج في مستشفى سانت جوزيف للوصول إلى عينات البول المريض ديدينتيفيد المستخدمة في هذه الدراسة .
7100 Capillary Electrophoresis System | Agilent Technologies Inc. | G7100A | CE instrument used for separation of drug mixtures, desalting and anotation |
6230 Series Time-of-Flight Mass Spectrometer | Agilent Technologies Inc. | G6230B | HRMS mass analyzer used for drug detection and anotation |
CE-ESI-MS Sprayer Kit | Agilent Technologies Inc. | G1603A | CE/MS coaxial sheath liquid interface and capillary casette |
1260 Infinity Isocratic Pump and Degasser | Agilent Technologies Inc. | G1310B | Isocratic pump to deliver sheath liquid/mass calibrant |
MassHunter Workstation Data Acquisition Software (B.06.01) | Agilent Technologies Inc. | — | Software used for control of CE-MS system |
MassHunter Qualitative Analysis Software (B.06.01) | Agilent Technologies Inc. | — | Software used for processing of CE-MS data |
Shortix Capillary Cutter | Agilent Technologies Inc. | 5813-4620 | Cutting tool with diamond blade used to cut capillaries |
Capillary Window Maker | Microsolv Inc. | 07200-S | Burner with 7 mm window size to remove polyimide coating from CE capillary |
Flexible Fused-silica Capillary Tubing | Polymicro Technologies Inc. | TSP05375 | Standard polyimide coated fused-silica capillary for CE separation (50 micron ID; 360 micron OD) |
Drug standards, deuterated internal standards, synthetic urine matrix (SURINE) | Cerilliant Inc. | Miscellaneous | Certified drugs of abuse reference standards (86 drug panel) with 48 deuterated internal standards and negative urine control (Surine) |