Determination of amphetamines in hair samples using microextraction by packaged sorbent and gas chromatography coupled to mass spectrometry
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10400.6/13877 |
Resumo: | Different extraction and clean-up protocols have been used for Amphetamine-type psychostimulants (ATS) determination in hair. Microextraction by packed sorbent (MEPS) is a miniaturized version of solid-phase extraction (SPE) which has been applied to determine a number of drugs in hair (e.g., opiates, cocaine, ketamine, etc.). However, concerning Amphetamine-type psychostimulants, MEPS has only been used in hair for the determination of amphetamine (AMP) and methamphetamine (MAMP). The aim of this work was the development and validation of a method to determine AMP, MAMP, 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA), 3,4- methylenedioxymethamphetamine (MDMA), 1-(1,3-benzodioxol-5-yl)propan-2- yl(ethyl)amine (MDE) and N-methyl-1-(1,3-benzodioxol-5-yl)-2-aminobutane (MBDB) in hair using MEPS for sample clean-up. Hair (50 mg) was incubated with NaOH 1M at 45 ºC overnight, after which HCl 10M was added for neutralization and the solution was centrifuged. The MEPS procedure for extract clean-up was optimized using the Design of Experiments (DoE) approach, and the final steps were: conditioning (1 x 250 µL of methanol and 1 x 250 µL of deionized water); loading (18 x 100 µL); and elution (7 x 100 µL of 2% NH4OH in acetonitrile). To the eluted extract, 30 µL of MBTFA was added, and extracts were evaporated to dryness, following microwave-assisted derivatization with 50 µL of MBTFA. A gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) system was used for determination. The MEPS procedure resulted in recoveries of 8-14% for AMP, 14-20% for MAMP, 10-15% for MDA, 18-28% for MDMA, 25-43% for MDE and 34-52% for MBDB, in the linear range of 0.2 - 5.0 ng/mg. Precision and accuracy of the developed method were in accordance with the statements of international guidelines for method validation. This is the first analytical method using MEPS coupled to GC-MS to determine the selected amphetamines in hair samples, proving to be a great alternative to the classic procedures, being rapid, ecofriendly and less expensive. |
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Determination of amphetamines in hair samples using microextraction by packaged sorbent and gas chromatography coupled to mass spectrometryAnfetaminasCabeloCromatografia de Gases Espetrometria de MassaMicroextração em Seringa EmpacotadaDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::BioquímicaDifferent extraction and clean-up protocols have been used for Amphetamine-type psychostimulants (ATS) determination in hair. Microextraction by packed sorbent (MEPS) is a miniaturized version of solid-phase extraction (SPE) which has been applied to determine a number of drugs in hair (e.g., opiates, cocaine, ketamine, etc.). However, concerning Amphetamine-type psychostimulants, MEPS has only been used in hair for the determination of amphetamine (AMP) and methamphetamine (MAMP). The aim of this work was the development and validation of a method to determine AMP, MAMP, 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA), 3,4- methylenedioxymethamphetamine (MDMA), 1-(1,3-benzodioxol-5-yl)propan-2- yl(ethyl)amine (MDE) and N-methyl-1-(1,3-benzodioxol-5-yl)-2-aminobutane (MBDB) in hair using MEPS for sample clean-up. Hair (50 mg) was incubated with NaOH 1M at 45 ºC overnight, after which HCl 10M was added for neutralization and the solution was centrifuged. The MEPS procedure for extract clean-up was optimized using the Design of Experiments (DoE) approach, and the final steps were: conditioning (1 x 250 µL of methanol and 1 x 250 µL of deionized water); loading (18 x 100 µL); and elution (7 x 100 µL of 2% NH4OH in acetonitrile). To the eluted extract, 30 µL of MBTFA was added, and extracts were evaporated to dryness, following microwave-assisted derivatization with 50 µL of MBTFA. A gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) system was used for determination. The MEPS procedure resulted in recoveries of 8-14% for AMP, 14-20% for MAMP, 10-15% for MDA, 18-28% for MDMA, 25-43% for MDE and 34-52% for MBDB, in the linear range of 0.2 - 5.0 ng/mg. Precision and accuracy of the developed method were in accordance with the statements of international guidelines for method validation. This is the first analytical method using MEPS coupled to GC-MS to determine the selected amphetamines in hair samples, proving to be a great alternative to the classic procedures, being rapid, ecofriendly and less expensive.Na literatura científica encontram-se descritos diferentes protocolos de extração e de clean-up para a determinação de estimulantes relacionados às anfetaminas (ATS) em cabelo. A microextração em seringa empacotada (MEPS) é uma versão miniaturizada da extração em fase sólida (SPE) que tem sido aplicada para determinar diversas drogas em cabelo (como por exemplo, opiáceos, cocaína, cetamina, etc.). No entanto, no que diz respeito aos ATS, a MEPS só foi utilizada no cabelo para a determinação de anfetamina (AMP) e metanfetamina (MAMP). O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e validação de um método para determinar anfetamina (AMP), metanfetamina (MAMP), 3,4-metilenodioxianfetamina (MDA), 3,4- metilenodioximetanfetamina (MDMA), 1-(1,3-benzodioxol-5-il)propan-2-il(etil)amina ( MDE) e N-metil-1-(1,3-benzodioxol-5-il)-2-aminobutano (MBDB) no cabelo usando a MEPS. Após lavagem e corte, 50mg de cabelo foram incubados com 500 µL de NaOH 1M. Com o objetivo de promover a extração dos compostos foram estudadas diferentes condições: (1) 80 ºC durante 1 hora, (2) 60 ºC durante a noite e (3) 45 ºC durante a noite. Após a incubação, os extratos foram neutralizados com 50 µL de HCl 10M e posteriormente centrifugados. A melhor condição da etapa de hidrólise foi 45 ºC durante a noite. Adicionalmente após a hidrólise foi estudada a necessidade ou não de uma precipitação/diluição do extrato obtido. Assim, foram estudadas as seguintes condições: adição de 500 µL de H2O; filtração da sobrenadante seguida de adição de H2O; e precipitação com acetonitrilo congelado seguido de centrifugação. A melhor condição foi a adição de 500 µL de H2O. O sobrenadante foi submetido a um processo de MEPS com o objetivo de ter um extrato mais limpo. Nesta etapa foram estudados diferentes parâmetros a fim de maximizar a eficiência desta etapa. Os parâmetros estudados foram: número de aspirações da amostra (variando entre 5 a 15 aspirações de 100 µL); número de aspirações da etapa de lavagem (variando de 1 a 3 aspirações com 50 µL de H2O e 50 µL de H2O:metanol 95:5); e número de aspirações na etapa de eluição (variando de 2 a 6 eluições com 100 µL de 2% NH4OH em acetonitrilo). Este procedimento foi otimizado com recurso aos softwares MiniTab e SPSS, mediante a realização de um Desenho Experimental (DOE), Superfície Resposta (SR) e uma análise não paramétrica. Através desta análise estatística, foi possível concluir que os parâmetros otimizados para o procedimento de MEPS foram: 18 aspirações na etapa de passagem da amostra; zero aspirações para a etapa de lavagem e 7 aspirações com 100 µL de 2% NH4OH em acetonitrilo para a etapa de eluição. Uma análise não paramétrica foi posteriormente realizada para a lavagem, a fim de confirmar que zero lavagens eram, de facto, a melhor opção para o método. Para isso, foram realizados ensaios com zero lavagens, lavagens com H2O e, por fim, lavagens com H2O e H2O:metanol 95:5. Foi possível confirmar que, efetivamente, houve perda de compostos ao utilizar algum tipo de lavagem pelo que no método final não foi incluída esta etapa. As recuperações de 8-14% para a AMP, 14-20% para a MAMP, 10-15% para a MDA, 18- 28% para a MDMA, 25-43% para a MDE e 34-52% para a MBDB. O método foi validado conforme guidelines da ANSI/ASB permitindo ainda alcançar os cutoff propostos pela Society of Hair Testing (0,2 ng/mg). Obteve-se linearidade no intervalo de concentrações entre 0,2 - 5,0 ng/mg com coeficientes de determinação superiores a 0,99. A precisão e a exatidão do método desenvolvido cumpriram as diretrizes internacionais para validação de métodos (coeficientes de variação = 20% e BIAS±20%). Este é o primeiro método analítico que utiliza a MEPS acoplada à cromatografia gasosa –espetrometria de massa (CG-MS) para determinar a determinação de anfetaminas e derivados em amostras de cabelo, provando ser uma excelente alternativa aos procedimentos de clean-up clássicos.Simão, Ana Aysa da RochaRosado, Tiago Alexandre PiresAlba, Maria Eugenia GallardouBibliorumPires, Bruno Miguel Pinheiro2023-11-242023-10-092024-10-07T00:00:00Z2023-11-24T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.6/13877TID:203441494enginfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-01-10T10:32:42Zoai:ubibliorum.ubi.pt:10400.6/13877Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T01:31:18.113614Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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