Detection of pharmaceutical drug abuse from biological matrices using high performance liquid chromatography : tandem mass spectrometry

Abstract

This thesis provides a literature review on the detection of pharmaceutical drug abuse from biological matrices using High - Performance Liquid Chromatography coupled with Tandem Mass Spectrometry (HPLC-MS/MS) and the challenges and strengths of this analytical method. Detection of pharmaceutical drug abuse using HPLC-MS/MS is widely applied in forensic toxicology, including in autopsies, drug-related crimes, custody cases and workplace and doping drug screening.

This thesis presents the principles of HPLC-MS/MS, commonly used biological matrices and their sample pretreatments, HPLC-MS/MS data and its interpretations as well as the challenges and strengths of this analytical method. HPLC-MS/MS is a highly selective and sensitive analytical tool providing both qualitative and quantitative analysis. However, challenges such as matrix effects, complex sample pretreatments and sample tampering, short detection windows, false results and misinterpretation of the data still remain. Despite these challenges, HPLC-MS/MS remains a useful and powerful tool in forensic toxicology when identifying pharmaceutical drug abuse.

Tämä kandidaatintyö on kirjallisuuskatsaus, jossa tarkastellaan lääkeaineiden väärinkäytön tunnistamista biologista matriiseista käyttäen korkean erotuskyvyn nestekromatografia - tandemmassaspektrometriaa (HPLC-MS/MS). Tässä työssä käsitellään myös tämän analyysimenetelmän heikkouksia ja vahvuuksia. Lääkeaineiden väärinkäytön tunnistamista HPLC-MS/MS - menetelmää käyttäen hyödynnetään laajasti rikosteknisessä toksikologiassa, kuten ruumiinavauksissa, huumausaineisiin liittyvissä rikoksissa, huoltajuustapauksissa sekä työpaikka- ja dopingtestauksissa.

Työssä esitellään ensin HPLC-MS/MS:n toimintaperiaatteet, usein käytetyt biologiset matriisit ja niiden esikäsittelyt, HPLC-MS/MS dataa ja sen tulkintaa sekä analyysimenetelmän haasteet ja vahvuudet. HPLC-MS/MS on erittäin selektiivinen ja herkkä analyysimenetelmä, joka voi tuottaa sekä kvalitatiivista että kvantitatiivista dataa. Menetelmään liittyy kuitenkin haasteita, kuten matriisihäiriöitä, vaikeita näytteiden esikäsittelyjä ja näytteiden manipulointia, lyhyitä lääkkeiden havaitsemisikkunoita, vääriä tuloksia sekä datan tulkintavirheitä. Näistä haasteista huolimatta HPLC-MS/MS on hyödyllinen ja tehokas työkalu, kun halutaan tutkia lääkeaineiden väärinkäyttöä rikosteknisessä toksikologiassa.