Revue générale / Review paper

Analyse toxicologique avec mesure par « masse exacte ». Caractérisation de métabolites urinaires par couplage UPLC/QTOF : apports et intérêts dans le cadre de la soumission chimique

Toxicological analysis with exact mass measurement. Characterization of urinary metabolites by coupling UPLC/QTOF : contributions and interest in the context of chemical submission

Laboratoire de Toxicologie et de Génopathies, Centre de Biologie Pathologie, Bd du Prof. J. Leclercq, 59037 Lille, France

^⋆ Correspondance : Luc Humbert, l-humbert@chru-lille.fr

Reçu : 15 Mars 2012
Accepté : 24 Mai 2012

Résumé

Objectifs : Le métabolisme des médicaments conduit à des composés plus polaires facilitant leur élimination dans les urines. Peu de médicaments sont retrouvés inchangés dans les urines. Souvent pour mettre en évidence une soumission chimique, le toxicologue reçoit du sang et des urines prélevés plusieurs jours voire une semaine après les faits. Plus les faits seront éloignés des prélèvements, plus les chances de mettre en évidence la moindre trace d’une substance s’amenuisent. Le but de ce travail a été de mettre en place un protocole permettant d’obtenir des informations spectrales sur des métabolites de psychotropes excrétés en grande quantité dans les urines. Méthodes : Les urines de patients ayant ingéré massivement un médicament sont analysées par chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse hybride quadripôle-temps de vol (UPLC XEVO G2 QTOF). Le mode MS^e réalise une double acquisition simultanée : une à basse énergie d’accélération pour obtenir la masse exacte des composés, la seconde à haute énergie d’accélération pour fragmenter l’ensemble des composés. Les données sont traitées par des logiciels spécialisés dans la recherche et la caractérisation de métabolites (MetaboLynx^TM) et dans l’analyse des fragments de collision (MassFragment). Résultats : Dans les urines d’un patient ayant ingéré massivement du bromazépam, il a été possible de caractériser 3 métabolites majeurs. Lors d’une ingestion massive d’alimémazine, il a été possible de caractériser 5 métabolites majeurs. Conclusion : L’élargissement de la fenêtre de détection d’un composé dans des urines est possible par la caractérisation des métabolites.

Abstract

Objective: The metabolism of drugs leads to more polar compounds, facilitating urinary elimination. Few drugs are recovered unchanged in the urine. Often, to highlight a chemical submission, the toxicologist receives blood and urine for events dating back to several days to a week. If the time between the events and the biological sample is long, the chance of highlighting a product is small. The aim of this study was to establish a protocol to obtain spectral information on metabolites of psychoactive drugs excreted in large quantities in the urine. Methods: The urines of patients who ingested a massive amount of a drug are analyzed by liquid chromatography-hybrid quadrupole time-of-flight mass spectrometry (UPLC QTOF XEVO G2). The MS^e mode performs a double simultaneous acquisition: a low-energy acceleration to obtain the exact mass of compounds, the second at high acceleration energy to fragment all of the compounds. The data are processed by specialized software for research and characterization of metabolites (MetaboLynx^TM), and analysis of collision fragments (MassFragment). Results: In the urine of a patient who ingested a massive amount of bromazepam, it was possible to characterize three major metabolites. Also, after a massive ingestion of alimemazine it was possible to characterize five major metabolites. Conclusion: Enlargement of the detection window of a compound in urine is possible by the characterization of its metabolites excreted in large amounts.