title: Optimization of an LC-MS/MS method for the determination of xenobiotics in biological matrices
Creators: name: Jamnik, Thomas
Publisher: name: :none
Year: 2020

description: Das Ziel dieses Projekts war die Erweiterung einer umfassenden Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie Methode zum ganzheitlicheren Human-Biomonitoring einer Vielzahl toxischer Xenobiotika. Eine intern etablierte LC-MS/MS Methode für die Bestimmung von Xeno- und endogenen Östrogenen in menschlichem Urin, Serum und Muttermilch wurde auf ein neues LC-MS-System (Agilent Infinity II gekoppelt an eine Sciex QTrap 6500+) übertragen. Um bestmögliche Sensitivitäten zu erreichen wurden zahlreiche MS und MS/MS-Parameter optimiert. Die LC-Methode und die Probenvorbereitungsprotokolle wurden beibehalten. Die Entwicklung der Methode umfasste insgesamt 95 Substanzen. Davon waren 75 bereits in der zuvor etablierten Methode inkludiert, während 20 neue toxische Xenobiotika mit der aktuellen Methode hinzugefügt wurden. Sensitivitäten wurden im Mittel um den die Faktoren 20, 17 und 25 in Urin, Serum und Muttermilch verbessert. Die mittleren Wiederfindungsraten reichten von 93% in Urin und 87% in Serum bis 54% in Muttermilch. Intern wurden 39 Substanzen erfolgreich in Urin-, 50 in Serum und 15 in Muttermilch anhand aller gestellten Kriterien validiert. Die vollständige Validierung war für 30 Substanzen in Urin, 16 in Serum und 21 in Muttermilch, aufgrund von geringer Wiederholbarkeit und/oder weil die Extraktionsexperimente des niedrigen Konzentrationslevels nicht erfolgreich waren, nicht möglich. In den Fällen dieser Xenobiotika stellt dies keine Beeinträchtigung der Anwendbarkeit der Methode zur Analyse unbekannter biologischer Proben dar. Die Validierung der restlichen Substanzen war aufgrund von mehreren Kriterien nicht erfolgreich. Als Proof Of Concept wurden bei der Analyse von unbekannten Urin-, Serum- und Muttermilchproben jeweils 42, 31 und 29 Substanzen identifiziert und teilweise quantifiziert. Hierbei wurden erstmals toxische Pyrrolizidin- und Tropanalkaloide in menschlicher Brustmilch detektiert.
description: The general aim of this project was the extension of a comprehensive liquid chromatography tandem mass spectrometry method, originally developed for xenoestrogens, towards a multiclass assay covering various toxic xenobiotics. The in-house established LC-MS/MS method for the determination of xeno- and endogenous estrogens in human urine, serum and breast milk was transferred onto a newly installed LC-MS system (Agilent Infinity II coupled to a Sciex QTrap 6500+). MS and MS/MS parameters were optimised to achieve the best achievable sensitivity, while the LC method remained as originally developed. Method development included 95 substances in total. Among them, 75 had been used in the method by Preindl et al. (278), while 20 new toxic xenobiotics were added. Median improvements in sensitivity through the new LC-MS/MS system were 20-fold in urine, 17-fold in serum and 25-fold in breast milk. Median extraction recoveries ranged from 93% in urine and 87% in serum to 54% in breast milk. Of 95 analytes included in method validation, 39 analytes met all in-house validation criteria in urine, 50 in serum and 15 in breast milk. Validation parameters were not fully met either because of low repeatability and/or validation issues at the low concentration level for 30 analytes in urine, 16 in serum and 21 in breast milk. This does not detract from the methods ability to quantify or screen for these xenobiotics biological samples. Multiple validation parameters were not met for the remaining compounds. The applicability value of the method was clearly demonstrated by the analysis of unknown urine, serum and breast milk samples. Many analytes (42, 31 and 29) were identified, partly for the first time in the respective biological matrix, such as toxic pyrrolizidine- and tropane alkaloids in breast milk.