Titolo

Tossicologia forense e tecnologie innovative

 

Autori

Donata Favretto, Dipartimento di Medicina Ambientale e Sanità Pubblica, sede di Medicina Legale, Via Falloppio 50, 35121 Padova Lucia Politi Dipartimento di Anatomia, Istologia, Medicina Legale, Policlinico di Careggi, Viale Morgagni 85, 50134 Firenze

 

Abstract

La spettrometria di massa ad elevata risoluzione (HRMS) è tecnica principe nella caratterizzazione strutturale di composti, la cui applicazione originariamente dedicata a composti organici di non elevata massa molecolare, è stata recentemente estesa ad altre aree della chimica e della biochimica e in particolare, di recente, ai biopolimeri. Con la disponibilità di spettrometri di massa ad alte prestazioni agevolmente adatti all’utilizzo per metodiche in cromatografia liquida, quali gli strumenti a tempo di volo (TOF), gli ibridi quadrupolo-tempo di volo (Q-TOF) e linear trap-trappola elettrostatica (Orbitrap), la "rinascita" della HRMS si è resa manifesta (oltre 80 articoli riportati da PubMed nel primi 10 mesi del 2008). La HRMS è in grado di fornire la massa esatta di ioni e frammenti con accuratezza inferiore a 5 ppm e da questa misura è in grado di calcolare la composizione elementare dell’analita. Le applicazioni di HRMS nella chimica analitica in generale e nella analitica tossicologica in particolare non sono certo una novità. Tuttavia la possibilità di sviluppare metodi in cromatografia liquida-HRMS (LC-HRMS) ed in LC-spettrometria di massa multipla-HRMS (LC-MS/MS-HRMS), che garantiscono elevatissima specificità alle ormai "tradizionali" determinazioni LC-MS o LC-MS/MS, offre nuove potenzialità in ambito tossicologico-forense. In particolare, la nuova tecnologia HRMS è adatta alla determinazione strutturale, nonché all’identificazione quali-quantitativa in fluidi biologici, di xenobiotici di interesse tossicologico e, pertanto, sono evidenti le sue potenzialità in ambito di general unknown screening, biomarker di uso e/o esposizione, residui in ambito veterinario, doping, metabolomica, genomica, proteomica. Per quanto concerne il general unknow screening, la determinazione della composizione elementare può permettere l’identificazione di qualsiasi composto potenzialmente presente nel campione, in quanto, al contrario di quanto avvenuto nel passato con la gas cromatografia-spettrometria di massa, non richiede l’allestimento di una banca dati spettrale, ma è sufficiente una banca dati che associ formula bruta e nomi dei composti. La discriminazione di composti isobari può avvenire in base a parametri chimico-fisici compatibili con il tempo di ritenzione, o in base allo studio in HRMS dei frammenti ionici, o, come recentemente dimostrato in matrici ricche di metaboliti, in funzione della presenza di metaboliti specifici rispetto alla struttura molecolare dell’analita proposto. Ancora in tema di screening generale, un’alternativa alla HRMS potrebbe essere rappresentata dall’utilizzo dei software di Information Dependent Acquisition (IDA) in strumenti ibridi triplo quadrupolo-trappola lineare (QTrap). Gli spettri ottenuti attraverso la frammentazione nella trappola lineare (EPI, enhanced product ion scan) sono formati dalla somma di tre spettri originati a energia di collisione bassa, media e alta. Tale procedura, seppur limitata agli spettrometri dotati di tecnologia QTrap, permette il superamento dell’annoso problema di mancanza di riproducibilità tra spettri LC-MS acquisiti da apparecchi diversi e, quindi, può permettere la creazione di un database di spettri esportabile ad altri strumenti.