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Screening y Confirmación Forense / Toxicológica por masa exacta con LC/QTOF y Librerias Forensics/ Toxicology Jaume C. Morales MS Product Specialist Agilent Technologies Spain Octubre 2011 MAD/BCN

Screening y Confirmación Forense / Toxicológica por … · Screening y Confirmación Forense / Toxicológica por masa exacta con LC/QTOF y Librerias Forensics/ Toxicology Jaume

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Screening y Confirmación

Forense / Toxicológica

por masa exacta con

LC/QTOF y Librerias

Forensics/ Toxicology

Jaume C. Morales

MS Product Specialist

Agilent Technologies Spain

Octubre 2011

MAD/BCN

Agenda

• La técnica LC-QTOF-MS para laboratorios forenses :

– ¿Porqué un QTOF?

– ¿Cómo funciona?

• Modelo Único de Agilent

– Solución de retos y Método Innovador

• Resultados y ejemplos

• Resumen

Forensics/ Toxicology

La técnica QTOF para laboratorios forenses

¿Porqué necesito un QTOF ?

Técnica englobada dentro del análisis de compuestos orgánicos

de baja volatilidad

Que permite :

• Screening No dirigido. Full Spectra.

• Análisis Retrospectivo

• Identificación de metabolitos desconocidos

• Información espectral, espectros MS/MS

• Eliminar falsos positivos

Page 9

La técnica QTOF para laboratorios forenses

¿Cómo funciona un QTOF ?

Pulser Detector

1. Disparo de iones cada 100 microsegundos

2. Medida en el detector cada nanosegundo

3. 100.000 data points en cada transient (disparo)

4. Suma 2000 – 10000 transients en cada espectro

5. Produce espectros con una excelente estadistica

20 µsec – m/z 118

46 µsec - m/z 622

90 µsec - m/z 2421

TUBO DE VUELO

Medida de tiempo

convertida a m/z

Arquitectura LC/MS de Agilent

Más de 25 años en LC/MS y

fuentes atmosféricas,

Patentes como JetStream

Geometría Ortogonal,

iFunnel, Liderando

Sensibilidad y Robustez en

el mercado

Rough Pump

Octopole 1

Turbo 1

Turbo 1

Turbo 1

Quad Mass Filter (Q1)

Collision Cell

Lens 1 and 2

Quad Mass Filter (Q3)

10KV Detector

Ion Pulser

Turbo 2

Octopole 1

DC Quad

Rough Pump

Turbo 1

Turbo 1

Turbo 1

Quad Mass Filter (Q1)

Collision Cell Lens 1 and 2

Octopole 2

Rough Pump

Octopole 1

Turbo 1

Turbo 1

Turbo 1

Quad Mass Filter (Q1)

Lens 1 and 2 10KV

Detector

Celda de Colisión con aceleración

Axial para análisis MS/MS de alta

velocidad 6500 Q-TOF

6400QQQ

6100 Series SQ

Arquitectura LC/MS de Agilent

modos MS y MS/MS

Ion Pulser

Turbo 2

Octopole 1

DC Quad

Rough Pump

Turbo 1

Turbo 1

Turbo 1

Quad Mass Filter (Q1)

Collision Cell Lens 1 and 2

Octopole 2

Tiapride 0.8 ppm

Modo MS Modo MS/MS

Innovación

Tecnológica

Dual-stage

ion mirror

(resolution)

Ion Beam Compression

Technology (resolution +

mass accuracy)

Orthogonal spray

source (signal-to-noise)

Ion acceleration in hexapole

collision cell (faster MS/MS spectra)

Longer flight tube

(resolution)

INVAR flight tube

(mass accuracy)

ADC (dynamic range)

4 GHz electronics

(resolution, mass

accuracy, sensitivity,

dynamic range)

Instrumentación

El Modelo Único de Agilent LC-QTOF-MS en modo Auto-MS/MS

Un método favorable a la identificación de drogas en el análisis toxicológico sistemático

El Total Ion Chromatogram

contine toda la información de la muestra

MS

MSMS

MS MS MS

MS

Espectros MSMS

de masa exacta

Espectros MS

de masa exacta

Identif. Formula

Busc. Base Datos

Busc. Metabolitos

Identif. Estructural

Busc. Librerias

Quantificación

El Modelo Único de Agilent – Ejemplo de Método

LC-QTOF-MS en modo Auto-MS/MS Un método favorable a la identificación de drogas en el análisis toxicológico sistemático

Preparación de muestra

Muestras de pelo : limpiar el pelo, cortar en trozos de 1-2 mm, 20 mg extracción 2 x 18h con tampón. Inyección de 5 uL.

Muestras de sangre : Precipitación de Proteína con ACN e inyección de 5uL.

Muestras de orina : dilución 1:5 e inyección de 5uL.

Medición

LC Agilent 1200

Poroshell 120 EC-18 (2.1x100 mm 2.7um)

Temperatura 50ºC

Canal A : Ac.NH4 10mM (pH 6.8)

Canal B : Metanol

Gradiente : 0 min. 10%B, lineal hasta 50%B

en 8 min., lineal hasta 100%B en 20 min. Y

mantener 4 min. 3 min de re-equilibrado.

Total 24 min. Flujo 0.4 mL/min.

QTOF-MS Agilent 6530A

Acquisition Mode : Auto MS/MS (positive)

•3 Precursores (data dependent)

•Exclusión activa durante 0.1 min.

•Formula Energía Colisión CE = 6V / 100 m/z + 4V

Velocidad de escaneo : 4Hz (MS), 4Hz (MSMS)

Tiempo por ciclo : 1.1 s

El Modelo Único de Agilent

Retos

• MS/TOF es potente por su masa exacta, pero revela todavía demasiados falsos positivos

• La matriz puede influenciar en la exactitud de masa y por tanto en la calidad de la identificación

Soluciones

• El tiempo de retención puede ayudar a distinguir entre isómeros.

• El cálculo Isotópico es una parámetro adicional para la identificación por MS.

• Librería “Broecker,Herre & Pragst” de espectros MS/MS en masa exacta para análisis forense y toxicológico.

Esquema Innovador

• Adquisición de datos MS/MS en modo “data-dependent”.

• Procesos para analizar datos exactos tanto en MS como MS/MS.

• Combinación de resultados de búsqueda :

• Masa exacta en base de datos MS

• Fórmula propuesta

• Espectro MS/MS en librería espectral

El Modelo Único de Agilent

Retos

• MS/TOF es potente por su masa exacta, pero revela todavía demasiados falsos positivos

• La matriz puede influenciar en la exactitud de masa y por tanto en la calidad de la identificación

Soluciones

• El tiempo de retención puede ayudar a distinguir entre isómeros.

• El cálculo Isotópico es una parámetro adicional para la identificación por MS.

• Librería “Broecker,Herre & Pragst” de espectros MS/MS en masa exacta para análisis forense y toxicológico.

Esquema Innovador

• Adquisición de datos MS/MS en modo “data-dependent”.

• Procesos para analizar datos exactos tanto en MS como MS/MS.

• Combinación de resultados de búsqueda :

• Masa exacta en base de datos MS

• Fórmula propuesta

• Espectro MS/MS en librería espectral

Nuevos Enfoques para el Análisis

Toxicológico Sistemático por LC-TOF

LC-TOF proporciona más información específica de la sustancia debido a la mayor exactitud de masa.

• I. Ojanperä et al. (2004 - 2010) LC-TOF screening in urine, hair, meconium and vitreous humor.

• T. N. Decaestecker et al. (2004) First semi-quantitative screening procedure with LC-QTOF-MS.

• A. Polettini et al. (2008, 2010) Toxicological data base with 50,500 entries, metabolomics approach.

• H. K. Lee et al. (2009) LC-TOF screening in urine.

• S. Toennes (2010) LC-TOF, application in blood, urine and hair.

Esta ventaja ha sido demostrada

por varios trabajos de investigación

de diferentes grupos. p.e.

Structural diversity, example: M = 149 Included atoms: Molecular formulas C, H, N, O, S, P, F, Cl, Br: 120 C, H, N, O, S, P: 38 C, H, N, O: 27

Formula

No. Isomers

(MOLGEN)

Number

Beilstein

number

NIST Exist

Accurate

mass M M+1 M+2 M+3

C3H3NO6 41580 0 0 NO 148,996038 100 3,89 1,29 0,05

C2H3N3O5 152977 0 0 NO 149,007271 100 3,51 1,08 0,04

C7H3NO3 11449751 3 0 YES 149,011293 100 8,1 0,9 0,06

CH3N5O4 99306 0 0 NO 149,018504 100 3,13 0,86 0,03

C6H3N3O2 50459744 2 0 YES 149,022526 100 7,72 0,67 0,04

C11H3N 53109027 0 0 YES 149,026548 100 12,31 0,69 0,02

C4H7NO5 202072 10 0 NO 149,032421 100 4,99 1,13 0,05

C5H3N5O 39760215 5 0 YES 149,033759 100 7,34 0,44 0,02

C3H7N3O4 822099 2 0 NO 149,043654 100 4,61 0,91 0,04

C4H3N7 6505400 0 0 YES 149,044992 100 6,96 0,21 0

C8H7NO2 48687255 265 13 YES 149,047676 100 9,2 0,79 0,05

C2H7N5O3 633408 0 0 NO 149,054887 100 4,23 0,69 0,03

C7H7N3O 166085562 222 7 YES 149,058909 100 8,82 0,55 0,03

CH7N7O2 121630 0 0 NO 149,066120 100 3,85 0,47 0,02

C5H11NO4 121350 52 0 YES 149,068805 100 6,09 0,98 0,05

C6H7N5 77737459 129 10 YES 149,070142 100 8,44 0,32 0,01

C4H11N3O3 473871 1 0 YES 149,080038 100 5,71 0,75 0,04

C9H11NO 25 895 621 724 45 YES 149,084060 100 10,31 0,68 0,03

C3H11N5O2 355574 0 0 NO 149,091271 100 5,33 0,53 0,02

C8H11N3 49755227 182 5 YES 149,095293 100 9,93 0,44 0,01

C2H11N7O 67609 0 0 NO 149,102504 100 4,95 0,31 0,01

C6H15NO3 13539 23 2 YES 149,105188 100 7,2 0,84 0,05

CH11N9 2766 0 0 NO 149,113737 100 4,57 0,09 0

C5H15N3O2 44621 0 0 YES 149,116421 100 6,82 0,61 0,03

C10H15N 2569697 558 40 YES 149,120443 100 11,41 0,59 0,02

C4H15N5O 26983 0 0 NO 149,127654 100 6,44 0,39 0,02

Number of isomers according to MOLGEN (Molecular structure generation; http://molgen.de)

2 ppm = 0,0003

Examples of structural isomers of cathinone (www.chemspider.com, 829 hits) Altogether 25 895 621 structural isomers possible Stereoisomers not included

C9H11NO

El Modelo Único de Agilent

Retos

• MS/TOF es potente por su masa exacta, pero revela todavía demasiados falsos positivos

• La matriz puede influenciar en la exactitud de masa y por tanto en la calidad de la identificación

Soluciones

• El tiempo de retención puede ayudar a distinguir entre isómeros.

• El cálculo Isotópico es una parámetro adicional para la identificación por MS.

• Librería “Broecker,Herre & Pragst” de espectros MS/MS en masa exacta para análisis forense y toxicológico.

Esquema Innovador

• Adquisición de datos MS/MS en modo “data-dependent”.

• Procesos para analizar datos exactos tanto en MS como MS/MS.

• Combinación de resultados de búsqueda :

• Masa exacta en base de datos MS

• Fórmula propuesta

• Espectro MS/MS en librería espectral

Influencia de la Matriz (4GHz high res mode)

Amfetamina-d3 como ejemplo, Muestra de orina diluida 1:5 y filtrada

Columna corta análisis 1.6 minutos

Método largo análisis 3 minutos

Método corto S/N 245:1

Método largo S/N 600:1

Column type: 2.1 × 50 mm, 2.7 µm Poroshell 120, EC-C18,

Column type: 2.1 × 150 mm, 2.7 µm Poroshell 120, EC-C18

Influencia de la Matriz (4GHz high res mode)

Amfetamina-d3 como ejemplo (Spectros)

Full specta Método Corto

Amphetamine-d3

Full specta Método Largo

Mayor sensibilidad de la matriz que puede deteriorar

la calidad del espectro adquirido

El Modelo Único de Agilent

Retos

• MS/TOF es potente por su masa exacta, pero revela todavía demasiados falsos positivos

• La matriz puede influenciar en la exactitud de masa y por tanto en la calidad de la identificación

Soluciones

• El tiempo de retención puede ayudar a distinguir entre isómeros.

• El cálculo Isotópico es una parámetro adicional para la identificación por MS.

• Librería “Broecker,Herre & Pragst” de espectros MS/MS en masa exacta para análisis forense y toxicológico.

Esquema Innovador

• Adquisición de datos MS/MS en modo “data-dependent”.

• Procesos para analizar datos exactos tanto en MS como MS/MS.

• Combinación de resultados de búsqueda :

• Masa exacta en base de datos MS

• Fórmula propuesta

• Espectro MS/MS en librería espectral

Identificacíón de dos drogas de Diseño,

dos compuestos Isobáricos MDMA y Methedron

Las muestras se han analizado por un método LC-MS en

modo MS. Volumen Inyección : 5 µL

Disolvente de inyección : Agua /Acetonitrilo 95/5 + 0.1 % ácido

Fórmico

Columna : 2.1 × 50 mm, 1.8 µm Eclipse Plus C18

Preparación de muestra de

orina :

50 µL orine diluida (1:5) con

200 µL agua

2ª dilución 10:1 usando el

disolvente de inyección

Compuestos: Muestras

U-DDLO

Baja concentración relativa

U-Ddhi

Alta concentración relativa

O

ONH

CH3

CH3

Name = MDMA

Molecular Formula = C11

H15

NO2

LogP (ACD) = 1.81CAS-No = 69610-10-2Monoisotopic Mass = 193.110279 DaNominal Mass = 193 DaAverage Mass = 193.2423 Da[M+H]+ = 194.117555 Da[M-H]- = 192.103002 Da

CH3

O

NHCH3

O

CH3

Name = Methedron

Molecular Formula = C11

H15

NO2

LogP (ACD) = 1.47CAS-No = 530-54-1Monoisotopic Mass = 193.110279 Da[M+H]+ = 194.117555 Da

Identificacíón de dos drogas de Diseño, Resultados

Muestra: U-DDhi

Inj-Vol: 2 µL

Espectros de ambos compuestos

Los compuestos Isobáricos

pueden separarse.

Información adicional como

valores de logP pueden

ayudar. El compuesto con

menor valor eluye antes.

CH3

O

NHCH3

O

CH3

Name = Methedron

Molecular Formula = C11

H15

NO2

LogP (ACD) = 1.47CAS-No = 530-54-1Monoisotopic Mass = 193.110279 Da[M+H]+ = 194.117555 Da

O

ONH

CH3

CH3

Name = MDMA

Molecular Formula = C11

H15

NO2

LogP (ACD) = 1.81CAS-No = 69610-10-2Monoisotopic Mass = 193.110279 DaNominal Mass = 193 DaAverage Mass = 193.2423 Da[M+H]+ = 194.117555 Da[M-H]- = 192.103002 Da

Identificacíón de dos drogas de Diseño, Resultados

El Retention time match

esparte del calculo del

Score y ayuda a

identificar compuestos

Isobáricos en MS1

Full spectrum for both compounds

Muestra: U-DDhi

Inj-Vol: 2 µL

El Modelo Único de Agilent

Retos

• MS/TOF es potente por su masa exacta, pero revela todavía demasiados falsos positivos

• La matriz puede influenciar en la exactitud de masa y por tanto en la calidad de la identificación

Soluciones

• El tiempo de retención puede ayudar a distinguir entre isómeros.

• El cálculo Isotópico es una parámetro adicional para la identificación por MS.

• Librería “Broecker,Herre & Pragst” de espectros MS/MS en masa exacta para análisis forense y toxicológico.

Esquema Innovador

• Adquisición de datos MS/MS en modo “data-dependent”.

• Procesos para analizar datos exactos tanto en MS como MS/MS.

• Combinación de resultados de búsqueda :

• Masa exacta en base de datos MS

• Fórmula propuesta

• Espectro MS/MS en librería espectral

El Modelo Único de Agilent

Retos

• MS/TOF es potente por su masa exacta, pero revela todavía demasiados falsos positivos

• La matriz puede influenciar en la exactitud de masa y por tanto en la calidad de la identificación

Soluciones

• El tiempo de retención puede ayudar a distinguir entre isómeros.

• El cálculo Isotópico es una parámetro adicional para la identificación por MS.

• Librería “Broecker,Herre & Pragst” de espectros MS/MS en masa exacta para análisis forense y toxicológico.

Esquema Innovador

• Adquisición de datos MS/MS en modo “data-dependent”.

• Procesos para analizar datos exactos tanto en MS como MS/MS.

• Combinación de resultados de búsqueda :

• Masa exacta en base de datos MS

• Fórmula propuesta

• Espectro MS/MS en librería espectral

¿Dónde puede utilizarse la Librería?

La Base de Datos y Librería están orientadas a análisis Forense y Toxicologico:

• Laboratorios Forenses

• Hospitales

• Universidades

SIN EMBARGO, pueden también utilizarse en análisis Alimentario y MedioAmbiental !!!

Se están

preparando

nuevas librerías

para pesticidas,

BioToxinas etc…

Database & Library of toxic compounds “Broecker, Herre & Pragst PCDL (Personal Compound Database & Library)”

Contiene todo tipo de tóxicos:

Drogas de abuso Medicamentos Pesticidas

Alcaloides Agentes Tóxicos Otros venenos

Patrones Deuterados

- Database, más de 7300 sustancias: Información textual de los compuestos como nombre, NºCAS,

fórmula y estructura molecular, masa mono-isotópica neutra, distribución isotópica, tiempo de

retención (opcional).

- CID MS/MS spectral library, más de 2600 sustancias: 3 espectros por compuesto a diferentes

energías de colisión.

Espectros MS/MS generados a energías CID de 10, 20 y 40 V

- Limpiados por substracción de background.

- Controlados por estructura plausible.

- Revisados

Database & Library of toxic compounds “Broecker, Herre & Pragst PCDL (Personal Compound Database & Library)”

Contiene todo tipo de tóxicos:

Drogas de abuso Medicamentos Pesticidas

Alcaloides Agentes Tóxicos Otros venenos

Patrones Deuterados

- Database, más de 7300 sustancias: Información textual de los compuestos como nombre, NºCAS,

fórmula y estructura molecular, masa mono-isotópica neutra, distribución isotópica, tiempo de

retención (opcional).

- CID MS/MS spectral library, más de 2600 sustancias: 3 espectros por compuesto a diferentes

energías de colisión.

20 eV

10 eV

40 eV

NHO

OH

OCH3 CH3

CH3Metoprolol

PCDL Manager mostrando la librería Broecker,

Herre, and Pragst

Entrada del MDMA visionada con el

PCDL Manager

10 eV

20 eV

40 eV

El Modelo Único de Agilent

Retos

• MS/TOF es potente por su masa exacta, pero revela todavía demasiados falsos positivos

• La matriz puede influenciar en la exactitud de masa y por tanto en la calidad de la identificación

Soluciones

• El tiempo de retención puede ayudar a distinguir entre isómeros.

• El cálculo Isotópico es una parámetro adicional para la identificación por MS.

• Librería “Broecker,Herre & Pragst” de espectros MS/MS en masa exacta para análisis forense y toxicológico.

Esquema Innovador

• Adquisición de datos MS/MS en modo “data-dependent”.

• Procesos para analizar datos exactos tanto en MS como MS/MS.

• Combinación de resultados de búsqueda :

• Masa exacta en base de datos MS

• Fórmula propuesta

• Espectro MS/MS en librería espectral

El Modelo Único de Agilent Modo Auto-MS/MS

“DATA DEPENDENT MODE”

MS

MSMS

MS MS MS

MS

Compuestos

Seleccionados

para MSMS

Espectro MS

Espectros MSMS

•La nueva versión ACQ B.04 añade aún más confianza en la

adquisición de datos MS/MS

• Óptima para detección de UltraTrazas de compuestos en matrices

complejas

• Adquisición de espectros

MS/MS de calidad

Adquisición de datos MS/MS en modo “data-

dependent”

El Modelo Único de Agilent

Retos

• MS/TOF es potente por su masa exacta, pero revela todavía demasiados falsos positivos

• La matriz puede influenciar en la exactitud de masa y por tanto en la calidad de la identificación

Soluciones

• El tiempo de retención puede ayudar a distinguir entre isómeros.

• El cálculo Isotópico es una parámetro adicional para la identificación por MS.

• Librería “Broecker,Herre & Pragst” de espectros MS/MS en masa exacta para análisis forense y toxicológico.

Esquema Innovador

• Adquisición de datos MS/MS en modo “data-dependent”.

• Procesos para analizar datos exactos tanto en MS como MS/MS.

• Combinación de resultados de búsqueda :

• Masa exacta en base de datos MS

• Fórmula propuesta

• Espectro MS/MS en librería espectral

Find by Formula

Información de la Fórmula del compuesto

o Base de Datos

Informació Iónica

Cromatograma EIC según información

Espectro extraido del pico integrado

Cálculo del Perfil Isotópico

Molecular Feature Extraction (MFE)

Algoritmo de búsqueda de compuestos

El cromatograma se procesa a través de un algoritmo propio de Agilent de búsqueda de compuestos

• Encuentra picos cromatográficos

– Encuentra todas las formas ionicas relacionadas

– Incluye aductos como Na+ or K+

– Incluye isotopos ([M+H]+, [M+H+1]+,…

– Incluye los diferentes estados de carga

– Comprueba si hay di/trimeros

– Crea un cromatograma (ECC)

• Suma la señal de todos los iones en un sólo valor (Feature)

• Proceso Totalmente Automatizado

• Crea un “compounds file” exportable

Find by Auto MS/MS or Targeted MS/MS

Find by Auto MS/MS o Targeted

MS/MS extrae

automáticamente la

información de MS y MS/MS,

alinea los espectros y muestra

los espectros correspondientes

a un compuesto determinado.

Los datos pueden utilizarse

para el calculo empírico de la

Fórmula tanto en MS como

MS/MS.

Además la información puede

utilizarse tanto para buscar por

masa exacta en Base de Datos

MS o bien comparar especros

MS/MS en librerías

espectrales de masa exacta

MS/MS

El Modelo Único de Agilent

Retos

• MS/TOF es potente por su masa exacta, pero revela todavía demasiados falsos positivos

• La matriz puede influenciar en la exactitud de masa y por tanto en la calidad de la identificación

Soluciones

• El tiempo de retención puede ayudar a distinguir entre isómeros.

• El cálculo Isotópico es una parámetro adicional para la identificación por MS.

• Librería “Broecker,Herre & Pragst” de espectros MS/MS en masa exacta para análisis forense y toxicológico.

Esquema Innovador

• Adquisición de datos MS/MS en modo “data-dependent”.

• Procesos para analizar datos exactos tanto en MS como MS/MS.

• Combinación de resultados de búsqueda :

• Masa exacta en base de datos MS

• Fórmula propuesta

• Espectro MS/MS en librería espectral

Combinación de resultados

Busqueda de

compuestos

MFE / FBF

Relaciona los espectros

MSMS con los

compuestos encontrados

Datos adquiridos en modo “ms/ms data dependent”

Extracción de

espectros

MSMS

Lista Combinada de Compuestos

DB

Scores

MFG

Scores

Ponderación de resultados

Búsqueda en Database Busqueda en Librería Cálculo de Formula

Library

Scores

MS Level MS/MS Level

Combinación de Algoritmos ID - INNOVADOR

Mayor seguridad en la Identificación

• Nueva y única extracción combinada “Find by MFE with MS/MS spectral

extraction” para la búsqueda automática en librerias MS/MS con multiples CE

• Puntuación combinada + visión de resultados de : Base de Datos, Espectros

MS/MS y Fórmula (MFG)

• Solapamiento de Distribución Isotópica de los

tres resultados : MFG, Find by Formula y DB

• Mayor reducción de falsos positivos y falsos

negativos con MFE

Ejemplos del Modelo Único

• Combinando información de datos ms y msms

• Utilizando librerias msms para identificar compuestos

• Combinación y Ponderación de los resultados

• Ejemplos :

– Caso real en laboratorio forense en Linköping

• Muy alta concentración de Tramadol; baja concentracion del isomero

– Caso real 353-10, hombre de 43 años, análisis en sangre

• Hallado muerto en el suelo de su casa

• Diabético

• No tomaba medicamentos pero fumador empedernido y alcohólico.

Caso real 1

Laboratorio forense en Linköping

Sample prep blood sample

250 µL blood precipitated

with 500 µL solvent

Aliquot of 100µL evaporated

before shipment

Reconstuted in injection

solvent

2nd dilution 10:1 using

injection solvent

Samples have been analyzed with LC-Method 1 in MS-

Mode. Injection volumes between1 µL and 5 µL. Further

injections in AutoMSMS mode and targeted MSMS

mode using compounds from R-Case

Injection solvent: Water/Acetonitril 95/5 + 0.1 % formic acid

Sample prep urine sample

50 µL urine shipped as

sample

Diluted (1:5) by adding 200

µL water

2nd dilution 10:1 using

injection solvent

Lista de analitos

encontrados en Sangre

Presencia de dos Isobáricos

Name Mass

Amitriptylin 278.1903

Nortriptylin 264.1747

Venlafaxine 278.2115

O-desmethyl-venlafaxine 264.1958

Mirtazapine 266.1652

Desmethyl-mitrazapine 252.1495

Propiomazine 341.1682

Dihydro-propiomazine 343.1839

Levomepromazine 329.1682

Desmethyl-levomepromazine 315.1526

Tramadol 264.1958

O-desmethyl-tramadol 250.1802

Mass = monoisotopic mass [M+H]+ ion

Data courtesy of

Martin Josefsson, Arne Eklund, Markus Roman RMW National Board of Forensic Medicine

Linköping, Sweden

Combinación de resultados – 1er paso

Compuesto 1 Compuesto 2 Adquisición MS/MS

(y MS)

Extracción

MS (MFE)

Combinación de resultados –extracción espectros

Espectro MS

Espectro MS/MS

A los compuestos encontrados por MFE se les

extrae ambos espectros

Combinación de resultados

Ambos Isobáricos han sido detectados con excelente exactitud PERO

¿cual es cual si no hay Info de Rt?

Combinación de resultados – comparación de

Espectros en Librería

Lib-search result details

Rojo. Espectro desconocido ; Negro. Espectro en librería

Combinación de resultados – comparación de

Espectros en Librería

Lib-search result details

Rojo. Espectro desconocido ; Negro. Espectro en librería

Combinación de resultados – comparación de

Espectros en Librería

Lib-search result details

Rojo. Espectro desconocido ; Negro. Espectro en librería

MFG

C16H25NO2

M = 263.1885

5 x10

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

1.25

Cpd 246: O-Desmethylvenlafaxine (Desvenlafaxine): +ESI MFE Spectrum ( …

264.1961 (M+H)+

265.1994 (M+H)+

266.2023 (M+H)+

Counts vs. Mass-to-Charge (m/z)

264 264.5 265 265.5 266 266.5

Combinación de resultados – comparación de

Espectros en Librería

Lib-search result details

Rojo. Espectro desconocido ; Negro. Espectro en librería

5 x10

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

1.25

Cpd 246: O-Desmethylvenlafaxine (Desvenlafaxine): +ESI MFE Spectrum ( …

264.1961 (M+H)+

265.1994 (M+H)+

266.2023 (M+H)+

Counts vs. Mass-to-Charge (m/z)

264 264.5 265 265.5 266 266.5

Masa

Exacta

Data Base

CH3 N

CH3

OH OH

C16H25NO2

5 x10

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

1.25

Cpd 246: O-Desmethylvenlafaxine (Desvenlafaxine): +ESI MFE Spectrum ( …

264.1961 (M+H)+

265.1994 (M+H)+

266.2023 (M+H)+

Counts vs. Mass-to-Charge (m/z)

264 264.5 265 265.5 266 266.5

Combinación de resultados – comparación de

Espectros en Librería

Lib-search result details

Rojo. Espectro desconocido ; Negro. Espectro en librería C16H25NO2

Combinación de resultados – comparación de

Espectros en Librería

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Rojo. Espectro desconocido ; Negro. Espectro en librería C16H25NO2

Combinación de resultados – comparación de

Espectros en Librería

Lib-search result details

Rojo. Espectro desconocido ; Negro. Espectro en librería C16H25NO2

Filtrado para reanálisis de sospechosos

Busqueda de

compuestos

MFE / FBF

Relaciona los espectros

MSMS con los

compuestos

encontrados

Datos adquiridos en modo “ms/ms data dependent”

Extracción de

espectros

MSMS

Lista Combinada de Compuestos

DB

Scores

MFG

Scores

Ponderación de resultados

Búsqueda en

Database Busqueda en Librería Cálculo de Formula

Library

Scores

MS Level MS/MS Level

Reanálisis en modo dirigido (target)

Filtrado y exportación de sospechosos

Combinación de resultados – Filtrado y

exportación para análisis dirigido

Filtrado

Caso real 2

Case 353-10

Data courtesy of

Sebastian Broecker and Fritz Pragst Institute of Legal Medicine, University Hospital Charité

Turmstraße 21, Building N, 10559 Berlin, Germany

•Hombre de 43 años, análisis en sangre

•Hallado muerto en el suelo de su casa

•Diabético

•No tomaba medicamentos pero fumador empedernido y alcohólico

Adquisición Auto MS/MS

Caso real 2

Case 353-10

Molecular Feature Extraction (MFE):

- Agrupamieto de las diferentes especies iónicas

([M+H]+, [M+Na]+, [M+K]+, [M+NH4]+])

- Adición del espectro MS/MS

A cada “Compuesto”!

Data courtesy of

Sebastian Broecker and Fritz Pragst Institute of Legal Medicine, University Hospital Charité

Turmstraße 21, Building N, 10559 Berlin, Germany

Case 353-10

C16H19NO4

[M+Na]+

[M+H]+

C17H21NO4

[M+H]+

C11H12N2S

[M+H]+

- Benzoylecgonine?

- Roletamide?

- Norcocaine?

- ???

- Dexamisole?

- Tetramisole?

- ???

- Cocaine?

- Fenoterol?

- Hydromorphinol?

- Scopolamine?

- ???

• Búsqueda en Base de Datos de masa exacta

– La masa exacta y la distribución isotópica permiten el cáculo de la fórmula

– PERO los isómeros NO pueden distinguirse

Case 353-10 • Búsqueda en librería espectral MSMS

– Los espectros MSMS contienen información estructural

– Se identifican los Isomeros

- Benzoylecgonine!

- Roletamide?

- Norcocaine?

- Cocaine!

- Fenoterol?

- Hydromorphinol?

- Scopolamine?

- Dexamisole?

- Tetramisole! Measured

Comparison

Library

Measured

Comparison

Library

- Benzoylecgonine?

- Roletamide?

- Norcocaine?

- Cocaine?

- Fenoterol?

- Hydromorphinol?

- Scopolamine?

- Dexamisole?

- Tetramisole?

Unica Puntuación Combinada

Cálculo y visualización automática

Ponderación personalizada

La tabla de compuestos muestra la

identificación con mayor puntuación

Unica Puntuación Combinada

Cálculo y visualización automática

Ponderación personalizada

Al expandir se muestran los

detalles del cálculo

FBF Muestra de sangre (sin diluir)

Casi coeluido:

Desmethyl-

tramadol a 8.95

min

Identificado:

Tramadol a 8.91min

FBF Muestra de sangre (sin diluir)

Identificado:

Mirtazapine a 9.42 min Identificado:

Desmethyl-mirtazapine a

9.21min

FBF Muestra de sangre (sin diluir) Últimos picos

Identificado:

Propiomazine a

12.43 min

Identificado:

Nor-triptyline a 12.28

min

Identificado:

Amitriptyline a

12.45 min

FBF Muestra de sangre (sin diluir)

Cpd Name File RT Mass Mass (Tgt) Diff (Tgt, ppm) Algorithm Formula (Tgt) Score (Tgt) Formula (DB) Score (DB) Formula (MFG) Score (MFG) Ions Height

1 O-desmethyl-tramadolUrine_Case_01_MS_01.d 7.42 249.1731 249.1729 0.8 Find By Formula C15H23NO2 99.38 C15 H23 N O2 99.42 C15 H23 N O2 99.11 4 24690578

2 O-desmethyl-venlafaxinUrine_Case_01_MS_01.d 8.3 263.1886 263.1885 0.46 Find By Formula C16H25NO2 99.67 C16 H25 N O2 99.74 C16 H25 N O2 99.74 4 15343658

3 TramadolUrine_Case_01_MS_01.d 8.88 263.1886 263.1885 0.15 Find By Formula C16H25NO2 96.77 C16 H25 N O2 96.86 C16 H25 N O2 99.53 4 72546992

4 N-desmethyl-tramadolUrine_Case_01_MS_01.d 8.97 249.173 249.1729 0.33 Find By Formula C15H23NO2 99 C15 H23 N O2 99.1 C15 H23 N O2 99.06 6 44246842

5 O-desmethyl-mirtazapineUrine_Case_01_MS_01.d 9.21 251.1426 251.1422 1.35 Find By Formula C16H17N3 99.63 C16 H17 N3 99.66 C16 H17 N3 99.47 4 1557700

6 MirtazapineUrine_Case_01_MS_01.d 9.41 265.1579 265.1579 -0.15 Find By Formula C17H19N3 83.23 C17 H19 N3 83.44 C17 H19 N3 99.03 4 8416951

7 VenlafaxineUrine_Case_01_MS_01.d 10.04 277.2044 277.2042 0.64 Find By Formula C17H27NO2 99.28 C17 H27 N O2 98.77 C17 H27 N O2 99.05 4 35180866

8 DihydropropiomazineUrine_Case_01_MS_01.d 11.86 342.1768 342.1766 0.51 Find By Formula C20H26N2OS 97.27 C20 H26 N2 O S 97.29 C20 H26 N2 O S 96.6 3 70620

9 Nor-triptylineUrine_Case_01_MS_01.d 12.28 263.1679 263.1674 1.83 Find By Formula C19H21N 96.49 C19 H21 N 96.06 C19 H21 N 96.14 4 1859867

10 Desmethyl-levopromazineUrine_Case_01_MS_01.d 12.34 314.1454 314.1453 0.42 Find By Formula C18H22N2OS 99.26 C18 H22 N2 O S 98.82 C18 H22 N2 O S 98.96 5 514900

11 PropiomazineUrine_Case_01_MS_01.d 12.43 340.1608 340.1609 -0.3 Find By Formula C20H24N2OS 92.58 C20 H24 N2 O S 92.72 C20 H24 N2 O S 92.02 4 51111

12 AmitriptylineUrine_Case_01_MS_01.d 12.46 277.1833 277.183 0.91 Find By Formula C20H23N 99.22 C20 H23 N 99.33 C20 H23 N 99.04 4 3417338

13 LevomepromazineUrine_Case_01_MS_01.d 12.5 328.1613 328.1609 1 Find By Formula C19H24N2OS 98.95 C19 H24 N2 O S 98.97 C19 H24 N2 O S 98.67 5 1304323

Fórmulas empíricas y puntuación

de los diferentes cálculos

Resumen y conclusiones

• La librería de espectros MSMS ofrece un enfoque único en la identificación

y confirmación de desconocidos y sus metabolitos

• La nueva versión de MassHunter ofrece un nuevo nivel de automatización

y rendimiento

• La última versión de la Librería ofrece aprox. 2740 entradas de espectros

entre más de 7300 compuestos

• Enfasis en los principales metabolitos en la nueva revisión de la librería

• La excelente resolución y exactitud de masa son la base de una buena

puntuación combinada

C L E A R LY B E T T E R M S S O L U T I O N S

Mass Spectrometry

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¿Preguntas?

Jaume C. Morales

Especialista de Producto MS

Agilent Technologies Spain

901.11.68.90

[email protected]

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