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Quand le cheveu unique révèle une habitude de consommation : imagerie des cocaïniques par désorption/ionisation laser assistée par matrice et comparaison avec la chromatographie liquide - 16/05/20

When single hair reveals a habit of consumption: Imaging of cocaine by matrix-assisted laser desorption/ionization and comparison with liquid chromatography

Doi : 10.1016/j.toxac.2019.11.001 
Angéline Kernalléguen a, b, , Franck Saint-Marcoux c, Souleiman El Balkhi c, Florence Vorspan d, e, Georges Leonetti b, f, Daniel Lafitte a, Anne-Laure Pelissier f
a Aix Marseille University, plateforme PIT2, 13005 Marseille, France 
b Aix Marseille University, CNRS, EFS, ADES UMR 7268, 13005 Marseille, France 
c Laboratoire de pharmacologie et toxicologie, CHU de Limoges, 87000 Limoges, France 
d Services de psychiatrie et de médecine addictologique, hôpital Fernand-Widal, AP–HP, 75475 Paris, France 
e Inserm UMR-S 1114, universités Paris Descartes-Paris Diderot, 75013 Paris, France 
f Service de médecine légale, Aix-Marseille university, CHU Timone, AP–HM, Marseille, France 

Auteur correspondant.

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Résumé

Objectifs

Une exposition aux xénobiotiques ponctuelle ou répétée peut être révélée par une analyse capillaire. L’analyse d’un cheveu unique par désorption/ionisation laser assistée par matrice (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization [MALDI]) offre de nombreux avantages par rapport aux techniques conventionnelles : préparation des échantillons simplifiée, quantité de cheveux réduite et haute résolution spatiale des images (∼100μm). L’objectif de cette étude est de développer une méthode pour identifier et localiser la cocaïne, la benzoylecgonine et le cocaéthylène par spectrométrie de masse MALDI-QIT-TOF (Quadrupole Ion Trap-Time of Flight [QIT-TOF]) couplée à l’imagerie.

Méthodes

Quatre cheveux provenant de deux consommateurs réguliers de cocaïne et d’alcool sont décontaminés, orientés et coupés longitudinalement. La matrice acide α-cyano-4-hydroxycinnamique est pulvérisée sur l’ensemble de l’échantillon en utilisant un sprayeur thermo-régulé (TM-Sprayer™, HTXImaging). Les images MS/MS sont effectuées selon un pas d’acquisition de 80μm à l’aide d’un MALDI-QIT-TOF puis analysées avec les logiciels d’imagerie BioMap® et Quantinetix®. Ces résultats sont comparés avec ceux obtenus par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS), considérée comme la technique de référence [1].

Résultats et conclusion

Une procédure de section longitudinale du cheveu est mise en place. Les résultats obtenus après analyse sont exploités sous formes d’images. L’analyse par MALDI-MS/MS démontre une consommation de cocaïne sur les quatre mois précédant la collecte. De plus, les profils de consommation sont comparables avec ceux obtenus par LC-MS/MS, confirmant que la méthode par imagerie MALDI est efficace pour caractériser et cartographier la cocaïne et ses métabolites dans un cheveu unique.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Summary

Objectives

Drugs exposure, whether it is punctual or repeated, can be revealed during the hair analysis. Matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) of single hair offers many advantages over conventional techniques: simplified sample preparation, small amount of sample and high spatial resolution of images (∼100μm). The objective of this study is to develop a method to characterize and localize cocaine (COC), benzoylecgonine (BZE) and cocaethylene (CE) in a single hair using MALDI-QIT-TOF (Quadrupole Ion Trap-Time of Flight) mass spectrometry coupled to imaging.

Methods

Four hair of two regular cocaine and alcohol users (patients A and B) were decontaminated, oriented and cut longitudinally. The α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA) matrix was sprayed over the sample using a thermo-regulated sprayer (TM-Sprayer™, HTXImaging). The MS/MS images were performed according to a raster at 80μm using a MALDI-QIT-TOF instrument (Axima Resonance, Shimadzu), then analyzed using the BioMap® imaging and Quantinetix® softwares. Results are compared with those obtained by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), considered as the gold standard [1].

Results and conclusion

A procedure of hair longitudinal section is introduced. The results obtained after analysis are exploited as images. Analysis by MALDI-MS/MS demonstrates cocaine use in the four months prior to collection. In addition, the consumption profiles are comparable with those obtained by LC-MS/MS, confirming that the MALDI imaging is an efficient method to characterize and map cocaine and its metabolites in single hair.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Mots clés : Cheveu unique, Imagerie, MALDI-MS/MS, Cocaïne

Keywords : Single hair, Imaging, MALDI-MS/MS, Cocaine


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Vol 32 - N° 2

P. 97-105 - juin 2020 Retour au numéro
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