Identification et dosage de toxiques végétaux par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse tandem (LC-MS/MS). Revue de la littérature et expérience du laboratoire Toxlab

Identification and quantification of plant poisons by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Bibliographic overview, and Toxlab laboratory's experience

Laboratoire TOXLAB, 7, rue lacques Cartier - 75018 PARIS

Auteur de correspondance : toxlab@wanadoo.fr

Reçu : 15 Janvier 2005
Accepté : 7 Avril 2005

Résumé

L'utilisation inappropriée ou abusive de certaines plantes potentiellement toxiques et aux principes psychoactifs non réglementés oblige le toxicologue analyste à adapter et améliorer ses techniques de détection et de dosage. Plusieurs travaux utilisant la LC-MS/MS ont déjà été publiés, permettant la recherche des toxiques les plus courants : atropine, scopolamine (belladone, datura), oléandrine (laurier rose), taxol (if), cévadine, vératrine (vératre), colchicine (colchique), atractyloside (chardon à glu), digitoxine et digoxine (digitale). Nous présentons ici quelques exemples d'utilisation de la LC-MS/MS triple quadripole, en chromatographie liquide en phase inverse, pour la détection de toxiques moins communs tels l'acide glycyrrhétique (réglisse), le LSA (ipomée violacée), la muscarine, le muscimol et l'acide iboténique (amanite tue-mouches). L'acide glycyrrhétique total est dosé par LC-MS/MS dans les prélèvements biologiques après hydrolyse enzymatique. L'acquisition est réalisée sur quatre ionsfils (m/z = 189, m/z = 235, m/z = 149, m/z = 119) de l'ion pseudomoléculaire de l'acide glycyrrhétique (m/z = 471). La limite de détection est de l'ordre de 0,5 ng/mL. Cette méthode a été appliquée à deux cas réels. Cas n° l : chez un consommateur occasionnel ayant ingéré 5 rouleaux de réglisse sur une durée de 8 heures, les concentrations d'acide glycyrrhétique étaient de 13,7 ng/mL dans le sang et 75 ng/mL dans l'urine, 15 heures après la dernière ingestion. Cas n° 2 : dans un cas de décès lié à une intoxication chronique, les concentrations en acide glycyrrhétique dans les prélèvements étaient : sang cardiaque : 7,6 ng/mL, humeur vitrée : 5,1 ng/mL, urine : 18,2 ng/mL et contenu gastrique : 83,3 ng/mL. La mise au point en LC-MS/MS de la détection du LSA a été réalisée par infusion directe d'une solution de macération méthanolique de graines cTIpomea violacea et a permis l'acquisition de trois ions fils : m/z - 223,3, m/z = 207,3 et m/z = 180,3, fragments de l'ion moléculaire protoné (m/z = 268,3). Un dosage réalisé sur dix graines saisies a permis de mesurer une concentration de LSA, exprimée en équivalent LSD-d3, de 99 ng/graine. Une gamme d'étalonnage dans l'urine, réalisée par ajouts de la solution de macération, permettait d'atteindre des limites de détection et de quantification estimées respectivement à 0,5 ng/mL et 1 ng/mL. La détection par LC-MS/MS des principes actifs de l'amanite tue-mouches a été réalisée par fragmentation des ions moléculaires ou pseudo-moléculaires de la muscarine (m/z = 174,2), du muscimol (m/z = 115,1) et de l'acide iboténique (m/z = 159,0). Cette méthode nous a permis de déterminer dans les pieds et les chapeaux de champignons secs, les concentrations respectives de muscimol : 3,6 et 97,2 mg/kg, acide iboténique : 16,4 et 216,8 mg/kg, et muscarine : 39,7 et 2006,0 mg/kg.

Abstract

The inappropriate use or the abuse of potentially toxic or psychoactive plants obliges the toxicologist analyst to adapt and improve his analytical techniques. Several papers about LC-MS/MSfor the determination of the most current poisons such as atropine and scopolamine (deadly nightshade, datura), oleandrine (pink bay-tree), taxol (yew), cevadine and veratrine (hellebore), colchicine (meadow saffron), atractyloside (glue thistle) and digitaline (foxglove), were already published. We present here some examples of the use of LCMS/ MS triple quadrupole with reversed pliase chromatographyfor the detection of less common poisons such as glycyr-rhetic acid (liquorice), LSA (morning gloiy seeds) and muscarine, muscimol and ibotenic acid (fly agaric mushrooms). After enzymatic hydrolysis, the total acid glycyrrhetic was quantified in biological samples by LC-MS/MS. Acquisition was carried out on four daughter ions (m/z = 189, m/z = 235, m/z = 149, m/z = 119) of the parent ion of glycyrrhetic acid (m/z = 471). The detection limit was about 0.5 ng/mL. This method was applied to two real cases. Case n° l: in an occasional consumer having ingested 5 rollers of liquorice candy over 8 hours, glycyrrhetic acid concentrations were of 13.7 ng/mL in blood and 75 ng/mL in the urine, 15 hours after the last ingestion. Case n° 2: in a case of death involving a chronic intoxication, glycyrrhetic acid concentrations were: cardiac blood: 7.6 ng/mL, vitreous: 5.1 ng/mL, urine: 18.2 ng/mL, gastric content: 83.3 ng/mL. The development of the detection of LSA in LC-MS/MS was carried out by direct infusion of methanolic maceration of Ipomea violacea seeds. Three daughter ions were acquired: m/z = 223.3, m/z = 207.5 and m/z = 180.3, fragments of the protonated molecular ion (m/z - 268.3). The analysis carried out on seized seeds showed a concentration ofLSA of99 ng/seed, expressed in LSD-d3 equivalent. A calibration in urine, carried out by additions of the maceration, solution, lead to estimated detection and quantification limits at 0.5 ng/mL and 1 ng/mL, respectively. The detection by LC-MS/MS of the active agents offly agaric mushrooms was carried out by fragmentation of the molecular or pseudo-molecular ions of muscarine (m/z = 174.2), muscimol (m/z = 115.1) and ibotenic acid (m/z = 159.0). This method enabled us to determine concentrations in dry mushrooms of muscimol: 3.6 and 97.2 mg/kg, acid ibotenic: 16.4 and 216.8 mg/kg, and muscarine: 39.7 and 2006.0 mg/kg, in the feet and the heads, respectively.