Los laboratorios de toxicología forense exigen métodos rápidos, precisos y rentables para analizar muestras biológicas complejas. El Espectrómetro de Masas Xevo™ MRT es un innovador instrumento de tipo cuadrupolo-tiempo de vuelo con reflexión múltiple (QTof multirreflector), diseñado para ofrecer de forma rutinaria una precisión de masa en el rango de partes por billón (ppb). Esto permite identificar con alta confianza sustancias psicoactivas y tóxicos presentes en matrices biológicas.
Esta nota técnica demuestra cómo el Xevo MRT potencia los flujos de trabajo de Análisis Independiente de Datos (DIA), mejora la especificidad analítica y optimiza las operaciones mediante informática guiada, reduciendo los falsos positivos y acelerando el cierre de casos.
Beneficios Clave
- Precisión de masa rutinaria en ppb para identificar drogas y tóxicos con alta confianza, eliminando ambigüedades en la detección toxicológica.
- Amplio rango dinámico y sensibilidad excepcional, lo que permite detectar eficientemente una amplia gama de sustancias en matrices biológicas complejas.
- Eficiencia operativa y ahorro de costos gracias a flujos de trabajo simplificados y reportes más ágiles, con resultados confiables y de alta calidad.
- Flujos de trabajo guiados en el Software waters_connect™ y la Aplicación UNIFI™, que mejoran la consistencia y permiten a analistas menos experimentados obtener resultados reproducibles.
Los laboratorios modernos de toxicología deben analizar una amplia variedad de sustancias en matrices biológicas complejas, muchas veces bajo presiones de tiempo y presupuesto. Los métodos tradicionales, como el inmunoanálisis, a menudo carecen de la especificidad necesaria para identificar analitos con certeza, lo que genera mayor cantidad de pruebas confirmatorias y tiempos de respuesta más largos.
El enfoque DIA de banda ancha, combinado con procesamiento post-adquisición dirigido, se ha consolidado como la estrategia preferida en detección toxicológica forense. Al aprovechar la espectrometría de masas de alta resolución (HRMS), el DIA genera un conjunto de datos sin sesgos para un perfil completo de la muestra. El Xevo MRT representa un avance cualitativo en especificidad y confianza, gracias a su precisión de masa rutinaria a nivel de ppb.
Flujo de Trabajo
Preparación de Muestras
Se preparó una mezcla de prueba de aptitud del sistema (SST) a 25 ng/mL en formiato de amonio 5 mM (pH 3). Diez muestras anónimas auténticas de orina fueron preparadas con una dilución 1:10 en fase móvil A.
Instrumentación
Se utilizó el sistema ACQUITY UPLC I-Class (SM-FTN) PLUS de Waters con gradiente de elución de 15 minutos, acoplado al Espectrómetro de Masas Xevo MRT. La detección se realizó en modo MSE con ionización por electrospray positivo (ESI+), empleando la Solución de Detección en Toxicología Forense.
Modo de Adquisición MSE (DIA)
El modo MSE alterna entre barridos de baja y alta energía de colisión, sin selección de precursor. Esto permite recolectar simultáneamente datos de iones precursores intactos (función de baja energía) y datos completos de fragmentos iónicos (función de alta energía) para todo el rango de masas. El resultado es un conjunto de datos que habilita: detección sin sesgos, comparación robusta con bibliotecas espectrales e identificación confiable desde una sola inyección.
El flujo de trabajo utiliza el Software waters_connect y la Aplicación UNIFI para transformar datos complejos en resultados accionables mediante:
- Automatización en la detección de picos, deconvolución y verificación de precisión de masa (≤2 ppm para el precursor y ≤0,2 mDa para los iones fragmento).
- Una biblioteca con más de 2.000 drogas y metabolitos.
- Puntuación de confianza basada en tiempo de retención y precisión de masa a nivel ppb.
- Cumplimiento normativo integrado mediante procesos estandarizados.
Resultados y Discusión
La detección identificó sustancias ilícitas y no ilícitas con base en el tiempo de retención, la presencia de masa precursora e iones producto, y criterios de precisión de masa en ppb. La combinación del Xevo MRT con el procesamiento en la Aplicación UNIFI proporcionó alta selectividad y minimizó la ambigüedad en matrices de orina complejas.
Rendimiento de Alta Precisión de Masa
Para 160 detecciones de iones precursores en el rango m/z 122–478, el error de masa cuadrático medio (RMS) fue de 571 ppb, con un 94% de las detecciones dentro de ±1 ppm.
Para 92 iones fragmento (de 23 sustancias seleccionadas aleatoriamente) en el rango m/z 80–268, el 96% de las detecciones se situó dentro de ±1 ppm. Estos resultados demuestran la precisión de masa ppb rutinaria del Xevo MRT y refuerzan la confiabilidad de los criterios de identificación en el flujo de trabajo forense.
Eficiencia Operativa y Reducción de Falsos Positivos
La precisión rutinaria en ppb reduce sustancialmente los falsos positivos al ajustar las tolerancias de identificación y exigir corroboración mediante evidencia de iones fragmento. En la práctica, esto reduce la necesidad de pruebas confirmatorias secundarias, acorta los plazos de reporte y disminuye los costos de subcontratación.
Como ejemplo, al ajustar la tolerancia de iones fragmento de ≤2 mDa a ≤0,2 mDa, una identificación incorrecta de anabasina fue corregida automáticamente a nicotina (la asignación correcta), cuyo perfil de fragmentos cumplía completamente con el criterio más estricto. Este caso ilustra cómo tolerancias más rigurosas mejoran la confianza analítica y evitan asignaciones incorrectas que requerirían pruebas confirmatorias adicionales.
Conclusión
El Espectrómetro de Masas Xevo MRT representa un avance transformador en la detección de toxicología forense. Al ofrecer precisión de masa rutinaria en ppb dentro de flujos de trabajo DIA (MSE) y combinarlo con el procesamiento guiado del Software waters_connect y la Aplicación UNIFI, los laboratorios obtienen una selectividad y confianza analítica sin precedentes.
Esta precisión no solo reduce los falsos positivos y minimiza la dependencia de costosas pruebas confirmatorias, sino que también acelera los tiempos de resolución de casos, algo crítico para laboratorios de alto rendimiento que operan bajo presiones de tiempo y presupuesto. Adoptar el Xevo MRT apoya operaciones más sostenibles, reduce el uso de consumibles y mejora la productividad de los analistas, generando resultados más rápidos y confiables con un impacto significativo en la salud pública y la justicia.
Fuente:
Mistry, N., Hammond, G., Lieberman, R., & Starkie, V. (2026). Forensic toxicology data-independent analysis screening using Xevo MRT mass spectrometer delivering routine parts-per-billion (ppb) mass accuracy (Application Note No. 720009219). Waters Corporation. https://www.waters.com/nextgen/us/en/library/application-notes/2026/forensic-toxicology-data-independent-analysis-screening-using-xevo-mrt-mass-spectrometer-delivering-routine-parts-per-billion-ppb-mass-accuracy.html