
Bu araşdırmanın əsas problemi, opioid kullanımının cəmiyyət səviyyəsində izlenebilmesi için etibarlı, həssas ve geniş yayılmış laboratuvarlarda tətbiq oluna bilən metodlere ihtiyaç duyulmasıdır. Opioid krizi xüsusilə sentetik opioidlerin, örneğin fentanil ve türevlerinin geniş yayılmışlaşmasıyla ciddi bir ictimai sağlamlıq sorununa dönüşmüştür. Geleneksel veri mənbələri; anketler, hastane qeydləri, aşırı doz ölümleri, tedavi başvuruları, kolluk verileri ve ele geçirilen madde qeydləri gibi dolayı veya gecikmiş göstəricilərə əsaslanır. Bu kaynaklar önemli olsa da, toplumdaki real istifadə meyllərini her zaman vaxtında, obyektiv ve ətraflı şəkildə əks etdirməyə bilər.
Çirkab su əsaslı epidemiologiya bu boşluğu doldurmaq için gelişen bir yanaşmadır. Bir bölgenin kanalizasiya sistemine karışan çirkab su, o bölgede yaşayan insanların nəcis ve sidik yoluyla attığı ilaç metabolitlərini, kimyəviləri ve bioloji izləri içerebilir. Bu örnekler analiz edildikdə fərdləri deyil, icma səviyyəsindəki eğilimleri anlamaq mümkün olur. Buna görə WBE, opioid kullanımı gibi ictimai sağlamlıq açısından kritik konularda erkən xəbərdarlıq, bölgesel izləmə ve resurs planlaşdırması için dəyərli vasitə olabilir.
Ancaq çirkab suda opioid analizi texniki baxımdan çətindir. Hədəf birləşmələr çox vaxt ng/L ya da ppt səviyyəsində vardır. Çirkab su matrisi ise olduqca mürəkkəbdir: orqanik maddə, duzlar, deterjan qalıqları, bioloji hissəciklər, diğer ilaçlar ve farklı kimyəvi interferensiyalar aynı nümunədə bulunabilir. Bu karmaşık zemin içinde çok düşük miktardaki opioid metabolitlərini etibarlı biçimde ayırmak, tanımaq ve ölçmək yüksək həssaslıq tələb edir.
Bu çalışmanın əhəmiyyəti burada ortaya çıxır. Ədəbiyyatda ppt səviyyəsindəki analizler çox vaxt yüksek həllolmalü kütle spektrometrisi yani HRMS veya premium seviye triple quadrupole sistemlerle ilişkilidir. Bu cihazlar çok güçlüdür; fakat pahalıdır, teknik uzmanlık gerektirir ve her ictimai sağlamlıq veya çevre izləmə laboratuvarında bulunmayabilir. Araştırmacılar bu nedenle daha erişilebilir bir soru sormaktadır: Orta seviye bir triple quadrupole LC-MS/MS sistemiyle, doğru örnek hazırlama ve ölçmə optimizasyonu yapılırsa ppt səviyyəsində opioid ölçməü mümkün olabilir mi?
Çalışmanın yanıtı, belirli koşullar altında evettir. Yazarlar SCIEX Triple Quad 3500 gibi orta seviye kabul edilebilecek bir triple quadrupole platform üzerinde, SPE zenginleştirme, %100 suda yeniden çözündürme, büyük hacimli enjeksiyon ve scheduled MRM stratejisini birleştirerek yüksek duyarlılık elde etmiştir.
Tədqiqatda hedeflenen yedi analit şunlardır:
- Morfin: Hem birbaşa kullanılan bir opioid analjezik hem de eroin metabolizmasıyla ilişkili önemli bir gösterge kimi nəzərdən keçirilir.
- M3G, morfin-3-glukuronid: Morfinin karaciğerde glukuronidasyonla oluşan metabolitlərinden biridir.
- M6G, morfin-6-glukuronid: Morfinin bir diğer glukuronid metabolitidir ve yapısal olarak M3G’ye çok benzer.
- Norfentanil: Fentanilin başlıca metabolitlərinden biridir ve sentetik opioid maruziyeti açısından önemli bir göstergedir.
- Noroksikodon: Oksikodon metabolizmasıyla ilişkili bir metabolittir.
- Metadon: Ağrı yönetimi ve opioid bağımlılığı tedavisinde kullanılan sentetik opioiddir; kötüye kullanım potansiyeli nedeniyle izləmə paneline alınmıştır.
- EDDP: Metadonun temel metabolitidir ve opioid ikame tedavisi veya metadon maruziyeti bağlamında önemli bir çirkab su göstergesi olarak kullanılır.
Bu panelin seçimi, çalışmanın yalnız “hangi bileşikler ölçülebilir?” sorusuna değil, WBE açısından “hangi metabolitler cəmiyyət səviyyəsində anlamlı gösterge olabilir?” sorusuna da odaklandığını göstərir. Özellikle glukuronid metabolitlərinin dahil edilmesi vacibdir; çünkü bu metabolitler polar, yapısal olarak benzer ve çirkab su matrisinde düşük derişimlerde bulunabilen zor analitlerdir.
Çalışmanın analitik akışında ilk kritik aşama kalibrasyon ve kalite kontrol hazırlığıdır. Ana stok çözelti her analit için 2.000 ng/mL derişimde hazırlanmıştır. Seri seyreltmeyle 0,008–2.000 ng/mL arasında 19 noktalı kalibrasyon eğrileri oluşturulmuştur. Çoğu analit için 50 µL enjeksiyonda 0–250 ng/mL aralığında doğrusal çalışma aralığı belirlenmiştir. Düşük, orta ve yüksek düzey kalite kontrol örnekleriyle metodin performansı değerlendirilmiştir.
Yöntemin kromatografik başarısında örnek çözündürme ortamı belirleyici olmuştur. Tədqiqatda başlangıçta farklı metanol/su oranları denenmiştir: %100 metanol, 75:25 metanol/su, 50:50 metanol/su, 25:75 metanol/su ve %100 su. LC gradyanının başlangıcı su ağırlıklı olduğu için, örneğin başlangıç mobil fazına uyumlu olması pik şeklini iyileştirmiştir. %100 suda yeniden çözündürme, xüsusilə morfin, M3G ve M6G için daha keskin pikler ve daha yüksek sinyal vermiştir.
Sayfa 21’deki Şəkil 4 bu optimizasyonu görsel olarak aydın şəkildə göstərir. Farklı başlangıç çözgen bileşimlerinde alınan kromatogramlar karşılaştırılır. Metanol oranı yüksek olduğunda bazı analitlerde pik önü yayılması, kuyruklanma veya düşük sinyal görünürken, %100 su koşulunda morfin ve glukuronid metabolitlərinde daha düzgün ve daha güçlü pikler əldə edilmişdir. Bu vizual, metodin duyarlılığının yalnız kütle spektrometresinden değil, örneğin hangi çözgende enjekte edildiği gibi sadə görünen ama kritik bir kromatografik parametreden de etkilendiğini göstərir.
İkinci kritik aşama katı faz ekstraksiyonudur. Çirkab su örnekleri pH 2,5’e asitlendirilmiş, böylece analitlerin kararlılığı ve Strata-XC polimerik sorbent kartuşa tutunması iyileştirilmiştir. Kartuşlar metanol ve asitlendirilmiş suyla koşullandırılmış; örnekler vakuum altında yüklenmiş; kartuşlar su ilə yuyulmuş, vakuum altında kurutulmuş ve analitler %2 amonyak içeren metanol ile elüe edilmiştir. Elüatlar 40 °C’de azot altında kurutulmuş ve analiz öncesinde HPLC dereceli su içinde yeniden çözündürülmüştür.
Scheme 1, yani şematik iş akışı, SPE sonrasındaki yeniden çözündürme yanaşmaını görselleştirir. Şemada 50 mL örneğin SPE’den geçirilerek daha küçük hacimli ekstrakta dönüştürülmesi, kurutma/yeniden çözündürme ve farklı çözgen koşullarında analiz tüplerinin hazırlanması göstərilir. Bu şema, metodin temel mantığını özetler: büyük hacimli çevresel nümunədən hedef analitleri yoğunlaştırmak, ardından cihazda daha yüksek enjeksiyon hacmiyle duyarlılığı artırmak.
Bu noktada önemli bir tarazlıq vardır. Tədqiqatda %100 suda yeniden çözündürmenin bazı analitlerin geri kazanımını düşürdüğü belirtilmiştir. Fakat aynı işlem 5 µL yerine 50 µL enjeksiyona olanak vermiştir. Yani mutlak geri kazanımda %10–40 səviyyəsində azalma olsa bile, enjeksiyon hacmindeki 10 kat artış toplam sinyal açısından net avantaj sağlamıştır. Bu, analitik kimyada sık görülen bir optimizasyon gerçeğini göstərir: En iyi metod, tek bir parametrenin en yüksek olduğu metod değil; duyarlılık, pik şekli, geri kazanım, tekrarlanabilirlik ve matriks toleransı arasında en iyi tarazlıqyi kuran metoddir.
Kütle spektrometresi metodi pozitif elektrospray iyonizasyon yani ESI pozitif modda inkişaf etdirilmişdir. Her analit için multiple reaction monitoring, yani MRM keçidleri optimize edilmiştir. MRM, triple quadrupole kütle spektrometrisinde belirli bir ana iyonun belirli ürün iyonlarına parçalanmasını izleyerek seçicilik ve duyarlılık təmin edir. Bu tədqiqatda her analit için bir kantitatif ana keçid ve bir veya iki doğrulayıcı keçid seçilmiştir.
MRM mantığı sadəçe şu şekilde düşünülebilir:
\[ Q1: \text{ana iyon} \rightarrow Q3: \text{ürün iyon} \]
Burada Q1, hedef molekulün belirli kütle/yük oranına sahip ana iyonunu seçer. Çarpışma hücresinde bu iyon parçalanır. Q3 ise belirli ürün iyonunu izler. Bir bileşiğin hem doğru ana iyonu hem de doğru ürün iyonu doğru alıkonma vaxtında görülüyorsa, tanımlama daha etibarlı hale gelir.
Sayfa 19’daki Şəkil 1, tədqiqatdaki her opioid veya metabolit için temsilî parçalanma spektrumlarını sunar. EDDP, M6G, M3G, morfin, norfentanil, noroksikodon ve metadon için ana kütleler ve belirgin ürün iyonları göstərilir. Bu şekil, MRM keçidlerinin neden seçildiğini dəstəkləyən parçalanma kanıtı olarak vacibdir. Məsələn M3G ve M6G aynı nominal öncül kütleye çok yakın yapısal izomerlerdir; bu nedenle alıkonma zamanı ve ürün iyon keçidleri birlikte kullanılmadan etibarlı ayrım zorlaşabilir.
Scheduled MRM metodi, her analitin yalnız beklenen alıkonma zamanı çevresindeki zaman penceresinde izlenmesini təmin edir. Tədqiqatda MRM penceresi 40 saniye olarak verilmiştir. Bu yanaşma, cihazın aynı anda izləmək zorunda olduğu keçid sayısını azaltır, her keçid için veri toplama verimliliğini artırır ve sinyal/gürültü oranını iyileştirebilir. Yazarlar, scheduled MRM metodinin glukuronid metabolitlərinde sinyal/gürültü oranını unscheduled metode göre yaklaşık %10 artırdığını belirtmiştir.
LC ayırımı için Kinetex Biphenyl kolon istifadə edilmişdir. Bu kolon seçimi, yapısal olarak benzer opioid metabolitlərinin ayrımı için vacibdir. Mobil faz A, 2 mM amonyum format içeren LC-MS dereceli sudur. Mobil faz B, 2 mM amonyum format içeren metanoldür. Gradyan 11 dakikalık bir analitik koşu içinde çalışacak şekilde ayarlanmıştır. Başlangıçta %100 A kullanılmış, 4. dakikada %80 A/%20 B, 7–9,5 dakika arasında %100 B, ardından yeniden başlangıç koşullarına dönüş uygulanmıştır. Kolon sıcaklığı 30 °C olarak optimize edilmiştir.
Sayfa 20’deki Şəkil 2, analitik standartlarla spike edilmiş bir çirkab su örneğinde hedef analitlerin extracted ion chromatogram yani XIC görünümünü göstərir. Norfentanil, noroksikodon, EDDP, metadon, M3G, M6G ve morfin gibi bileşikler ayrılmış pikler halinde təmsil edilir. Bu vizual, metodin karmaşık çirkab su matrisinde hedef analitleri ayırma kapasitesini göstermesi açısından vacibdir.
Sayfa 20’deki Şəkil 3 ise aynı tarihte alınmış giriş ve çıkış çirkab su örneklerine ait temsilî kromatogramları göstərir. İnfluent yani tesise giren çirkab suda ve effluent yani arıtma sonrası çıkan çirkab suda hedef analitlerin kantitatif keçidleri izlenmiştir. Bu vizual, metodin yalnız standart çözeltilerde değil, gerçek saha örneklerinde de kullanılabildiğini göstərir.
Doğrusallık sonuçları metodin etibarlıliğini destekler. Tablo 3’e göre tüm opioid analitlerinde kalibrasyon eğrileri yüksek doğrusal uyum göstermiştir. R2 değerleri morfin için 0,9998; M3G için 0,9999; M6G için 0,9999; norfentanil için 0,999; noroksikodon için 0,9992; EDDP için 0,9992 olarak verilmiştir. R2, kalibrasyon eğrisinin ölçülen sinyal ile derişim arasındaki ilişkiyi ne kadar iyi açıkladığını göstərir. 1’e çok yakın değerler, doğrusal kantifikasyon performansının güçlü olduğunu göstərir.
Çalışmanın duyarlılığı alt kantifikasyon limitleriyle gösterilmiştir. Tablo 4’e göre örnek səviyyəsindəki LOQ değerleri şöyledir:
- Noroksikodon: 0,31 ng/L
- EDDP: 0,61 ng/L
- Morfin: 4,88 ng/L
- M6G: 0,61 ng/L
- M3G: 0,08 ng/L
- Norfentanil: 0,61 ng/L
- Metadon: 9,77 ng/L
Bu değerler, çoğu analit için tek haneli ng/L səviyyəsində veya daha iyi ölçmə yapılabildiğini göstərir. M3G için 0,08 ng/L gibi çok düşük bir örnek LOQ dəyəri raporlanmıştır. Morfin ve metadon için LOQ daha yüksektir, fakat yine de çirkab su analizi açısından düşük düzeydedir.
Tədqiqatda LOQ belirleme mantığı sinyal/gürültü oranına əsaslanır. Temel ilişki belə ifadə edilə bilər:
[ S/N > 10 ]
Burada S sinyali, N ise gürültüyü ifade eder. S/N oranının 10’dan büyük olması, analitin yalnız tespit edilmediğini, eyni zamanda kabul edilebilir etibarlılikle nicel olarak ölçülebildiğini gösteren geniş yayılmış bir analitik kriterdir.
Yöntem doğruluğu ve kesinliği kalite kontrol örnekleriyle değerlendirilmiş ve ölçməlerin standart kabul kriterleri içinde, nominal dəyərin ±%15 aralığında olduğu belirtilmiştir. Bu, metodin yalnız həssas değil, eyni zamanda tekrarlanabilir ve kantitatif analiz için uygun olduğunu destekler.
Matriks etkisi değerlendirmesi de vacibdir. Çirkab su gibi karmaşık örneklerde aynı analit saf suda ve çirkab suda farklı sinyal verebilir. Bu etki iyon baskılanması veya iyon artışı şeklinde görülebilir. Tədqiqatda deiyonize suya spike edilmiş örneklerle çirkab suya spike edilmiş örnekler karşılaştırılmış; kalibrasyon eğrisi büyüklüğü, eğim ve doğrusallık farklarının %5’in altında olduğu belirtilmiştir. Bu, metodde matriks təsirinin sınırlı kaldığını göstərir.
Tablo 5, suda yeniden çözündürme sonrasında döteryumlu iç standartların geri kazanımını verir. Noroksikodon-d3 için %23 ± 4,52; EDDP-d3 için %13 ± 3,54; morfin-d3 için %80 ± 2,99; M6G-d3 için %26 ± 10,33; M3G-d3 için %35 ± 6,84; norfentanil-d5 için %56 ± 4,06; metadon-d3 için %24 ± 4,01 geri kazanım bildirilmiştir. Bu değerler bazı analitlerde orta veya düşük mutlak geri kazanımı göstərir. Ancaq döteryumlu iç standartlar istifadə edildiyi için ekstraksiyon kayıpları ve matriks kaynaklı değişkenlik kantifikasyonda telafi edilebilmiştir.
Gerçek çirkab su örnekleri Greater Albany, New York bölgesindeki bir çirkab su arıtma tesisinden alınmıştır. Toplam altı örnek analiz edilmiştir: aynı haftanın Pazartesi, Perşembe ve Pazar günlerinden birer influent ve effluent örneği. Örnekler daha önceki bir çalışma için toplanmış, plastik şişelerde -20 °C’de saklanmış ve bu metodin gerçek dünya tətbiq oluna bilənliğini değerlendirmek için istifadə edilmişdir.
Tablo 6, gerçek örneklerde ölçülen opioid/metabolit derişimlerini ng/L cinsinden verir. Morfin, M3G ve M6G tüm test edilen giriş ve çıkış örneklerinde tespit edilmemiştir. Buna karşılık noroksikodon, EDDP, norfentanil ve metadon farklı düzeylerde bulunmuştur.
| Tarih | Örnek | Noroksikodon | EDDP | Norfentanil | Metadon | Morfin / M3G / M6G |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 Ekim | Giriş suyu | 5,7 ng/L | 115,1 ng/L | 32,0 ng/L | 67,8 ng/L | Tespit edilmedi |
| 2 Ekim | Çıkış suyu | 1,1 ng/L | 53,8 ng/L | 13,8 ng/L | 98,2 ng/L | Tespit edilmedi |
| 5 Ekim | Giriş suyu | 3,6 ng/L | 88,6 ng/L | 25,3 ng/L | 74,3 ng/L | Tespit edilmedi |
| 5 Ekim | Çıkış suyu | 4,1 ng/L | 77,9 ng/L | 25,6 ng/L | 26,2 ng/L | Tespit edilmedi |
| 8 Ekim | Giriş suyu | 1,3 ng/L | 56,9 ng/L | 19,6 ng/L | 63,2 ng/L | Tespit edilmedi |
| 8 Ekim | Çıkış suyu | 3,1 ng/L | 88,7 ng/L | 23,3 ng/L | 68,1 ng/L | Tespit edilmedi |
Bu değerler, metodin gerçek çirkab su örneklerinde ng/L səviyyəsindəki opioid metabolitlərini ayırt edebildiğini göstərir. Ancaq tədqiqatdaki bu sonuçlar birbaşa toplumdaki kesin kullanım miktarlarını hesaplamaya dönüştürülmemiştir. WBE’de tüketim tahmini yapabilmek için çirkab su debisi, nüfus eşleştirmesi, metabolit kararlılığı, kanalizasiya içinde bozunma, arıtma tesisi dinamikleri ve dışsal kaynaklar gibi ek faktörler lazımdır. Bu çalışma daha çok analitik metodin duyarlılığı ve tətbiq oluna bilənliği üzerine odaklanmaktadır.
Tədqiqatda morfin ve glukuronidlerinin gerçek örneklerde bulunmaması iki şekilde yorumlanabilir: Örneklerde bu bileşikler gerçekten ölçülebilir düzeyde olmayabilir veya depolama/bozunma, örnekleme zamanı, kanalizasiya koşulları ve matriks etkileri gibi nedenlerle kantitatif düzeyin altına düşmüş olabilir. Yazarlar bu yokluğu, degradasyon veya örneklerde ölçülebilir derişim bulunmaması ihtimaliyle ilişkilendirmiştir.
Tablo 7, çalışmanın metodini daha önceki LC-MS/MS çirkab su opioid analiz metodlarıyle karşılaştırır. Bu çalışmanın önə çıxan noktası; HRMS gerektirmeden, orta seviye SCIEX Triple Quad 3500 platformunda, 50 µL büyük hacimli enjeksiyon ve %100 sulu yeniden çözündürme optimizasyonuyla tek haneli ng/L duyarlılık sunmasıdır. Ayrıca 11 dakikalık analitik çalışma süresi, metodin rutin analiz için pratik olabileceğini göstərir.
Bu çalışmanın geçmiş açısından önemi, çirkab su əsaslı epidemiologiyanin ictimai sağlamlıq izləmə aracı olarak giderek daha fazla ilgi görmesine karşılık, metodin geniş yayılmışlaştırılmasını sınırlayan cihaz erişimi sorununa odaklanmasıdır. Eğer yüksek duyarlılık yalnız çok pahalı cihazlarla mümkün olursa, WBE daha az sayıda laboratuvarın yapabildiği sınırlı bir alan olarak kalabilir. Bu çalışma, iyi optimize edilmiş örnek hazırlama ve LC-MS/MS koşullarıyla daha erişilebilir cihazların da güçlü sonuç verebileceğini göstermektedir.
Bugün açısından çalışmanın dəyəri, opioid krizi gibi hızlı değişen ictimai sağlamlıq sorunlarında daha fazla laboratuvarın topluluk səviyyəsində çevresel izləmə yapabilmesine katkı sunabilecek bir analitik çerçeve sağlamasıdır. Özellikle norfentanil gibi sentetik opioid göstergeleri ve EDDP gibi metadon metabolitleri, WBE çalışmalarında cəmiyyət səviyyəsindəki eğilimleri anlamaya kömək edə bilər.
Gələcək baxımından metod, daha geniş opioid panellerine, yeni sentetik opioid metabolitlərine, farklı şehirlerdeki çirkab su örneklerine ve uzunlamasına zaman serisi çalışmalarına genişletilebilir. Ayrıca örnekleme stratejileri, sabitlik değerlendirmeleri, arıtma sürecindeki giderim oranları ve nüfusa göre normalize edilmiş yük hesaplamalarıyla birleştirildiğinde ictimai sağlamlıq planlamasında daha güçlü veri sağlayabilir. Ancaq bu çalışma tek başına böyle epidemiyolojik çıkarımlar yapmamaktadır; analitik ölçmə metodinin duyarlılık ve tətbiq oluna bilənliğini göstermektedir.
Gündəlik həyata təsiri birbaşa bireysel test veya kolluk amaçlı izləmə değildir. Çirkab su əsaslı epidemiologiya, etik olarak doğru uygulandığında fərdləri deyil, anonim icma səviyyəsindəki eğilimleri izləməye yöneliktir. Böyle bir yanaşma, tedavi hizmetlerinin planlanması, zarar azaltma programlarının hedeflenmesi, yeni sentetik opioid dalgalarının erken fark edilmesi veya ictimai sağlamlıq mənbələrinın daha doğru yönlendirilmesi gibi alanlarda dolayı yarar sağlayabilir. Fakat bu metod, bireysel kullanım kanıtı, klinik tanı veya cezai izləmə aracı olarak yorumlanmamalıdır.
Çalışmanın güçlü yönleri şunlardır: orta seviye triple quadrupole platformda ppt səviyyəsində duyarlılık hedeflemesi; SPE ile 100 kat ön deriştirme; %100 suda yeniden çözündürme ve büyük hacimli enjeksiyon stratejisi; scheduled MRM ile glukuronid metabolitleri dahil yapısal olarak benzer analitleri ayırma çabası; yüksek doğrusallık değerleri; gerçek çirkab su örneklerinde uygulama; literatür metodlarıyle karşılaştırmalı değerlendirme.
Məhdudiyyətlərı da aydın şəkildə görülmelidir. Çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiş preprinttir. Örnek sayısı sınırlıdır; yalnız Greater Albany bölgesinden aynı haftaya ait altı örnek analiz edilmiştir. Morfin ve glukuronidleri gerçek örneklerde tespit edilmemiştir, bu nedenle metodin bu analitlerde gerçek saha pozitifleri üzerinden kapsamlı performansı gösterilmemiştir. Bazı analitlerde suyla yeniden çözündürme sonrası geri kazanım düşüktür. Metadon gibi bazı bileşiklerde örnek LOQ dəyəri diğerlerine göre daha yüksektir. Ayrıca çalışma, ölçülen derişimlerden toplumsal tüketim miktarı hesaplaması yapmamaktadır.
Sonuç olarak bu araşdırma, çirkab suda opioid ve metabolit analizinin yalnız en pahalı kütle spektrometrisi platformlarına bağımlı olmak zorunda olmadığını gösteren önemli bir analitik metod inkişaf etdirmə çalışmasıdır. Asıl katkı, SPE zenginleştirme, sulu yeniden çözündürme, büyük hacimli enjeksiyon ve scheduled MRM optimizasyonunun bir araya geldiğinde orta seviye bir triple quadrupole cihazda bile ppt səviyyəsində opioid izləməyi mümkün kılabileceğini göstermesidir. Ancaq sonuçlar preprint statüsündedir ve daha geniş örnek setleriyle, farklı çirkab su koşullarıyla ve hakem değerlendirmesiyle güçlendirilmesi lazımdır.
Tədqiqatın Metodu və Nəticələri
Çalışmanın metodi, hedef opioid/metabolit panelinin seçilmesi, standart ve kalite kontrol çözeltilerinin hazırlanması, çirkab su örneklerinde SPE ile zenginleştirme, %100 suda yeniden çözündürme, büyük hacimli HPLC-MS/MS enjeksiyonu, scheduled MRM optimizasyonu, kalibrasyon/doğrusallık/LOQ değerlendirmesi, geri kazanım ve matriks etkisi incelemesi ve gerçek çirkab su örneklerinin analizi aşamalarından oluşur.
| Aşama | Kullanılan Yaklaşım | Tədqiqatdaki Amacı |
|---|---|---|
| Hedef analit seçimi | Morfin, M3G, M6G, norfentanil, noroksikodon, metadon ve EDDP. | Opioid kullanımı, sentetik opioid maruziyeti ve metadon ilişkili göstergeleri WBE için ölçmək. |
| Cihaz platformu | SCIEX Triple Quad 3500 ve Shimadzu Prominence UFLC XR. | Orta seviye triple quadrupole LC-MS/MS platformda ppt düzeyi duyarlılık əldə edilə bilərliğini göstermek. |
| Kalibrasyon | 2.000 ng/mL ana stok; 0,008–2.000 ng/mL aralığında 19 noktalı kalibrasyon. | Geniş çalışma aralığında sinyal-derişim ilişkisini belirlemek. |
| SPE zenginleştirme | Strata-XC polimerik sorbent kartuş; pH 2,5 asitleme; %2 amonyak/metanol elüsyon. | Çirkab su matrisindeki düşük derişimli analitleri yoğunlaştırmak ve matriks komponentlərinden ayırmak. |
| Yeniden çözündürme | Kurutulan ekstraktların %100 HPLC dereceli su içinde çözündürülmesi. | Pik şeklini ve sinyal şiddetini xüsusilə polar glukuronid metabolitleri için iyileştirmek. |
| Büyük hacimli enjeksiyon | 5 µL’den 50 µL’ye çıkarılan enjeksiyon hacmi. | Analit sinyalini artırarak ppt səviyyəsində ölçməü desteklemek. |
| MRM optimizasyonu | Her analit için kantitatif ve doğrulayıcı keçidler; 40 saniyelik scheduled MRM penceresi. | Seçiciliği ve sinyal/gürültü oranını artırmak. |
| LC ayırımı | Kinetex Biphenyl kolon; 2 mM amonyum formatlı su/metanol mobil fazları; 11 dakikalık gradyan. | Yapısal olarak benzer opioid metabolitlərini həllolma ve alıkonma zamanı açısından ayırmak. |
| Gerçek örnek uygulaması | Greater Albany, NY bölgesinden üç gün için giriş ve çıkış çirkab su örnekleri. | Yöntemin saha matrikslerinde çalışabilirliğini göstermek. |
Hedef analit paneli:
| Analit | WBE Açısından Anlamı | Tədqiqatdaki Teknik Zorluk |
|---|---|---|
| Morfin | Opioid analjezik kullanımı ve eroin metabolizmasıyla ilişkili gösterge olabilir. | Çirkab su matrisinde düşük derişim ve olası bozunma. |
| M3G | Morfin glukuronid metaboliti. | Polar yapı, düşük düzeyler ve M6G ile yapısal benzerlik. |
| M6G | Morfin glukuronid metaboliti. | M3G ile benzer kütle ve yakın kimyasal xüsusilər nedeniyle ayırım gerektirir. |
| Norfentanil | Fentanil maruziyeti için önemli metabolit göstergesi. | Çok düşük ng/L düzeylerinde etibarlı ölçmə ihtiyacı. |
| Noroksikodon | Oksikodon metabolizmasıyla ilişkili gösterge. | Çirkab su matrisinde seçici izləmə gerektirir. |
| Metadon | Ağrı yönetimi ve opioid bağımlılığı tedavisiyle ilişkili sentetik opioid. | Örnek LOQ dəyəri diğer bazı analitlere göre daha yüksektir. |
| EDDP | Metadonun temel metaboliti; metadon kullanımını izləmək için önemli belirteç. | Karmaşık matrikste seçici MRM ölçməü gerektirir. |
LC gradyan profili: Tədqiqatda 11 dakikalık bir HPLC gradyanı istifadə edilmişdir.
| Zaman | Akış | A Fazı | B Fazı |
|---|---|---|---|
| 0 dakika | 0,4 mL/dakika | %100 | %0 |
| 4 dakika | 0,4 mL/dakika | %80 | %20 |
| 7 dakika | 0,4 mL/dakika | %0 | %100 |
| 9,5 dakika | 0,4 mL/dakika | %0 | %100 |
| 9,51 dakika | 0,4 mL/dakika | %100 | %0 |
| 11 dakika | 0,4 mL/dakika | %100 | %0 |
Bu gradyan, polar glukuronidlerden daha hidrofobik analitlere kadar farklı kimyasal özellikteki bileşiklerin tek koşuda ayrılmasına olanak vermiştir. Kolon sıcaklığı 30 °C olarak belirlenmiş ve pik önü/kuyruklanma sorunları azaltılmıştır.
Scheduled MRM parametreleri: Tablo 1’de çok sayıda kantitatif ve doğrulayıcı keçid listelenmiştir. Çalışmanın pratik anlamı açısından bazı ana kantitatif keçidler şu şekilde özetlenebilir:
| Analit | Q1 Ana Kütle | Q3 Ürün Kütle | Alıkonma Zamanı | Geçiş Tipi |
|---|---|---|---|---|
| M3G | 462,1 | 286,3 | 3,75 dakika | Birincil kantitatif keçid |
| M6G | 462,0 | 286,2 | 5,09 dakika | Birincil kantitatif keçid |
| Morfin | 286,1 | 165,1 | 5,21 dakika | Birincil kantitatif keçid |
| Noroksikodon | 302,1 | 284,0 | 6,69 dakika | Birincil kantitatif keçid |
| Norfentanil | 233,3 | 84,0 | 7,3 dakika | Birincil kantitatif keçid |
| EDDP | 278,2 | 234,1 | 8,27 dakika | Birincil kantitatif keçid |
| Metadon | 310,5 | 265,0 | 8,42 dakika | Birincil kantitatif keçid |
Bu tabloda M3G ve M6G’nin aynı ana kütle civarında olmasına rağmen farklı alıkonma zamanlarıyla ayrılması xüsusilə vacibdir. Bu fərq, morfin glukuronidlerinin etibarlı kantifikasyonu için kritik analitik gerekliliktir.
Doğrusallık ve ölçmə aralıkları:
| Analit | Kalibrasyon Aralığı | R2 |
|---|---|---|
| Morfin | 0,98–125 ng/mL | 0,9998 |
| M3G | 3,91–250 ng/mL | 0,9999 |
| M6G | 3,91–250 ng/mL | 0,9999 |
| Norfentanil | 0,98–125 ng/mL | 0,999 |
| Noroksikodon | 0,98–125 ng/mL | 0,9992 |
| EDDP | 0,98–125 ng/mL | 0,9992 |
R2 değerlerinin 0,999 ve üzerinde olması, metod sinyalinin ölçülen derişimle çok güçlü doğrusal ilişki verdiğini göstərir. Bu, kantitatif LC-MS/MS analizleri için temel etibarlılik göstergelerinden biridir.
Alt kantifikasyon limitleri:
| Analit | Cihaz LOQ | Örnek LOQ |
|---|---|---|
| Noroksikodon | 0,03 ng/mL | 0,31 ng/L |
| EDDP | 0,06 ng/mL | 0,61 ng/L |
| Morfin | 0,49 ng/mL | 4,88 ng/L |
| M6G | 0,06 ng/mL | 0,61 ng/L |
| M3G | 0,01 ng/mL | 0,08 ng/L |
| Norfentanil | 0,06 ng/mL | 0,61 ng/L |
| Metadon | 0,98 ng/mL | 9,77 ng/L |
Bu sonuçlar metodin ana teknik iddiasını destekler: orta seviye triple quadrupole platformla, xüsusilə SPE zenginleştirme ve büyük hacimli enjeksiyon sayesinde ng/L hatta bazı analitlerde ng/L altı eşdeğer duyarlılığa ulaşılabilmiştir.
Geri kazanım sonuçları:
| Döteryumlu İç Standart | Geri Kazanım | Yorum |
|---|---|---|
| Noroksikodon-d3 | %23 ± 4,52 | Düşük-orta geri kazanım; iç standartla telafi edilmiştir. |
| EDDP-d3 | %13 ± 3,54 | Düşük geri kazanım; metodin en belirgin sınırlılıklarından biridir. |
| Morfin-d3 | %80 ± 2,99 | Yüksek geri kazanım göstermiştir. |
| M6G-d3 | %26 ± 10,33 | Orta-düşük geri kazanım ve daha yüksek değişkenlik. |
| M3G-d3 | %35 ± 6,84 | Orta düzey geri kazanım. |
| Norfentanil-d5 | %56 ± 4,06 | Orta-yüksek geri kazanım. |
| Metadon-d3 | %24 ± 4,01 | Düşük-orta geri kazanım. |
Geri kazanımların tüm analitlerde yüksek olmaması, metodin dürüstçe görülmesi gereken bir sınırlılığıdır. Buna rağmen büyük hacimli enjeksiyon ve izotop etiketli iç standartlar, nihai kantitatif performansı desteklemiştir.
Gerçek çirkab su örneklerinden elde edilen bulgular:
- Altı gerçek çirkab su örneği analiz edilmiştir: üç giriş suyu ve üç çıkış suyu.
- Noroksikodon, EDDP, norfentanil ve metadon ölçülebilir düzeylerde bulunmuştur.
- Morfin, M3G ve M6G test edilen örneklerde tespit edilmemiştir.
- EDDP değerleri 53,8–115,1 ng/L arasında değişmiştir.
- Norfentanil değerleri 13,8–32,0 ng/L arasında değişmiştir.
- Metadon değerleri 26,2–98,2 ng/L arasında değişmiştir.
- Ölçülen değerler, metodin gerçek çirkab su matrikslerinde kullanılabileceğini göstermiştir.
Tədqiqatda kullanılan ve açıklayıcı olarak önemli olan temel ilişkiler:
[ S/N > 10 ]
Bu ifade, alt kantifikasyon limitinin belirlenmesinde kullanılan sinyal/gürültü kriterini özetler. Sinyal gürültünün en az 10 katı olduğunda analitin etibarlı şekilde ölçülebilir olduğu kabul edilmiştir.
\[ \text{Ön deriştirme faktörü} \approx 100 \]
Bu ifade, SPE adımının örnek səviyyəsindəki düşük derişimli analitleri yoğunlaştırma təsirini izah edir. Tədqiqatda örnek LOQ değerleri hesaplanırken bu 100 katlık SPE konsantrasyonu dikkate alınmıştır.
\[ 5\,\mu L \rightarrow 50\,\mu L \]
Bu ifade, enjeksiyon hacminin 10 kat artırıldığını göstərir. %100 sulu yeniden çözündürme, büyük hacimli enjeksiyonu pik şeklini bozmadan mümkün hale getirmiştir.
Çalışmanın genel teknik nəticələri:
- SCIEX Triple Quad 3500 gibi orta seviye bir triple quadrupole platformda ppt səviyyəsində opioid ve metabolit kantifikasyonu gösterilmiştir.
- %100 su içinde yeniden çözündürme, xüsusilə morfin, M3G ve M6G için pik şeklini ve sinyal yoğunluğunu iyileştirmiştir.
- 50 µL büyük hacimli enjeksiyon, analitik duyarlılığı artırmıştır.
- SPE ile 100 kat ön deriştirme metodin düşük ng/L düzeylerine ulaşmasını sağlamıştır.
- Scheduled MRM, xüsusilə yapısal olarak benzer glukuronid metabolitleri için seçiciliği ve duyarlılığı desteklemiştir.
- Tüm analitlerde kalibrasyon doğrusallığı güçlüdür ve R2 değerleri ≥ 0,999 olarak verilmiştir.
- Matriks etkileri %5’in altında raporlanmıştır.
- Gerçek çirkab su örneklerinde noroksikodon, EDDP, norfentanil ve metadon ölçülmüştür.
- Yöntem, WBE uygulamalarının daha erişilebilir cihazlarla geniş yayılmışlaştırılabileceğini göstermektedir.
Mənbə və Metod Qeydi
Bu məzmun, Thomas Regan, Ian Riley, Muhit Rana, Pengfei Xie ve Avni A. Argun tərəfindən hazırlanan “Highly sensitive HPLC-MS/MS quantitation of opioids and morphine glucuronides in wastewater using a mid-range triple quadrupole platform” başlıqlı tədqiqat əsasında hazırlanmışdır.
Mənbə növü preprint tədqiqat məqaləsidir. Metinde aydın şəkildə “This preprint research paper has not been peer reviewed” ifadəsi yer alır. Buna görə çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiştir. DOI, yekun jurnal qəbulu və ya hakemlik prosesinin tamamlandığını göstərən məlumat mətn üzrə təsdiqlənə bilmir.
Bu makaledeki izahlar, tədqiqatda verilen HPLC-MS/MS metod inkişaf etdirmə süreci, SPE zenginleştirme iş akışı, %100 suda yeniden çözündürme ve büyük hacimli enjeksiyon stratejisi, scheduled MRM parametreleri, kromatogramlar, kalibrasyon/doğrusallık verileri, LOQ sonuçları, geri kazanım değerleri ve Greater Albany, NY bölgesinden gerçek çirkab su örnekleri üzerinde yapılan uygulama əsas götürülərək hazırlanmışdır. PDF-də olmayan ictimai sağlamlıq etkisi, klinik tanı, bireysel kullanım tespiti, yasal çıkarım, tedavi başarısı veya kesin epidemiyolojik tüketim hesaplaması eklenmemiştir.
Çalışma klinik çalışma değildir. İnsan hasta grubu, tedavi protokolü, bireysel biyolojik örnek analizi veya klinik tanı değerlendirmesi içermez. Çalışma, çevresel çirkab su örneklerinde opioid ve metabolitlərin topluluk səviyyəsində izlenmesine yönelik analitik metod inkişaf etdirmə çalışmasıdır. Buna görə bulgular bireylerin uyuşturucu kullanımı hakkında bilgi vermez; yalnız çirkab su matrisinde belirli analitlerin ölçülebilirliğini ve metodin performansını göstərir.
Çalışmanın en güçlü katkısı, yüksek həllolmalü veya premium seviye cihazlar gerektirmeden, orta seviye triple quadrupole LC-MS/MS platformda ppt səviyyəsində opioid izləməye yönelik erişilebilir bir iş akışı önermesidir. Bununla yanaşı çalışma sınırlı sayıda gerçek çirkab su örneğiyle yapılmıştır; morfin ve glukuronidleri saha örneklerinde tespit edilmemiştir; bazı analitlerde geri kazanım düşüktür. Preprint statüsü nedeniyle nəticələrin hakem değerlendirmesi sonrasında değişebileceği veya ek doğrulama gerektirebileceği nəzərə alınmalıdır.

Şərh yazın
E-poçt ünvanınız yayımlanmayacaq. Məcburi sahələr * ilə işarələnib