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Touch Express©オープンポート サンプリング
インターフェース(OPSI)expression® CMSによる測定●尿中フェンタニルの迅速スクリーニング

はじめにフェンタニルはモルヒネの約100倍の速効性合成鎮痛薬で、2017年に最も広く使用されている合成オピオイド薬でもあり、その乱用が公衆衛生上の問題となっています。本剤の迅速で簡便な分析法は,医療従事者や警察当局からの要望が大きい手法です。
Touch Express© Open Port Sampling Interface(OPSI) は、固体、液体、サンプル調製チップおよび繊維の簡単なサンプリング用に設計されています。既存CMSのESIと組み合わせで用い、生成物は連続的に溶媒が流れる開口ポートから、ESIに直接流入しMS分析されますます。開口部に接触した可溶性試料は、ほんの数秒で質量分析計で分析されます。（図2）
ここではAdvion expression® CMS(以後CMS)とTouch Express© OPSI(以後OPSI)を用いた尿中フェンタニルの簡便で迅速な分析法を示します。

方法

フェンタニルC22H28N2O
Exact mass:336.22

図1.フェンタニルの構造

試料調製
標準サンプル：
健康体の被験者からフェンタニルフリー対照尿を得ました。
フェンタニル(メタノール中1.0mg/ml)およびフェンタニル-D5(メタノール中100µg/ml)の基準は、Cerilliant Corp.(テキサス州ラウンドロック)から購入。フェンタニルを2.5、5、10、25、50、100、250、500、1000ng/mL と 100ng/mLのフェンタニルD5 を 対 照 尿 に 添加することにより、異なる濃度レベルのサンプルを作製しました。
測定サンプル：フェンタニル-D5を500µl 、 尿試料にスパイクし、100ng/mlとしました。
試料を10秒間ボルテックスにかけ、2分間放置しました。
1.5mLの酢酸エチル/ヘキサン(1/1、v/v)を加え、ボルテックスミキサーで30秒間混合しました。
1.0mLの有機層をきれいな2ml遠心分離バイアルに移し、遠心エバポレーターで乾固させました。乾燥したLLE抽出物を250µlのメタノー
ルで再溶解し、そのままOPSI-MS解析に使用しました。
実験装置
実験はすべて、ESI-OPSIイオン源を有するCMSで実施しました。0.1%ギ酸を含むアセトニトリルを、280µl/minの流速でキャリヤー溶媒として使用しました。OPSIの概略図を図2に示します。このシートでは、再溶解した
LLE抽出物の3µlをOPSIに移し、フェンタニルを分析しました。

MS(ESI入口)へ
図2.機器セットアップ

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結果
フェンタニルとフェンタニル-D5の質量スペクトルを図3に示します。フェンタニルについてはm/z337.2、フェンタニル-D5についてはm/z342.2でプロトン化分子が検出されました。

図3.フェンタニルおよびフェンタニル-D5の質量スペクトル
LLEクリーンアップ後のフェンタニル不含の対照
尿のm/z値に 夾 雑 ピ ー ク は検出されなかった。
ス パ イ ク さ れ た 対照尿中のフェンタニルのXICを
図4aに示します。プロトン化されたフェンタニル-D5のXICを図4bに示します。

図4.対照尿におけるフェンタニルのXIC分析

定量限界
2.5ng/mlのフェンタニルのシグナル/ノイズ比(S/N)は～135であり、定量限界(S/N=10)は1ng/mlより低いと推定されます。各サンプルの総分析時間は30秒未満である。
キャリーオーバーは観察されず、高処理能力フェンタニルスクリーニングの能力を実証しました。

図5.(a)対照尿におけるフェンタニルの分析 (2.5ng/mL),(b)対照尿におけるフェンタニルD5の分析 (100ng/ml)

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統計的要約
表1において、2.5～500ng/mlの直線ダイナミックレン
ジにおける平均の正確度及び精度 (CV%)はそれぞれ87.5～106.5%及び0.17～3.36%と良好であり、正確度については85～115%、精度については0～15%の許容範囲内である。
表1の赤色で3サンプル(1～3)を み る と、回収率は約102.7%となり、フェンタニルスクリーニングに適しています。

表1. 尿中フェンタニル分析の統計的要約

大腸内視鏡検査患者のサンプルの例
大腸内視鏡検査の患者から採取した検体を評価に用いました。フェンタニル投与後、0、2、3.5および6時間後に4つの尿サンプルを採取し、分析しました。
これら4種類の尿試料中のフェンタニル濃度を分析
し 、 図7に示しますが、尿中フェンタニル濃度は投与後２～３時間でピークに達し、その後経時的に減少しました。

図7.フェンタニルの尿中濃度推移

要約
尿中フェンタニルのTouch Express© OPSI-ESI-SIM分析の利点:• 機械・可動部分のない、シンプルで頑強な動作• 迅速な解析–は数秒で終了• 直接的なサンプリング• キャリーオーバーやコンタミネーションがな
い―ポートの自動洗浄機能が有効
尿中のフェンタニルの定量下限(LLOQ)は1ng/ml未満である。

文献および謝辞
1フェンタニルおよび同族体、LiverTox。2017年12月14日
2Van Berkel G.J., Kertez V., Rapid Comm. 質量スペック、201529(19)1749-1756

Advionコンパクト質量分析計システムを用いた提案した
OPSI‐ESI‐SIM法は、尿中のフェンタニル分析のための費用対効果の高い、高処理能のスクリーニング技術であると考えられる。

3Van Berkel G.J., Kertez V., Rapid Comm. 質量スペック2017 31(3) 281–291

REFERENCES
1)Klapars Artis, and Stephen L. Buchwald. “Copper-Catalyzed Halogen Exchange in Aryl Halides: An Aromatic
Finkelstein Reaction.” Journal of the American Chemical Society 124, no. 50 (December 2002): 14844–45.
doi:10.1021/ja028865v.
2)Yamada Yaeko, Ai Akiba, Shiho Arima, Chiharu Okada, Kiminari Yoshida, Fumihiro Itou, Toshitsugu Kai, ToshikoSatou, Kazuyoshi Takeda, and Yoshihiro Harigaya. “Synthesis of Linear Tripeptides for Right-Hand Segments ofComplestatin.” Chemical and Pharmaceutical Bulletin 53, no. 10 (2005): 1277–90
3)Charles N. McEwen, Richard G. McKay, and Barbara S. Larsen, Anal. Chem. 2005, 77, 7826-7831

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