Ion Mobility-enabled Data-dependent Experiments Distinguishing Co-eluting Isomeric Metabolites Using an IMS-QTof Mass Spectrometer

Význam tématu

Ion mobility-enabled data-dependent acquisition (IMS-DDA) je klíčová technika pro rozlišení koeluujících izomerických metabolitů, které tradiční LC-MS/MS metody nedokážou oddělit. Kombinace m/z a driftového času zvyšuje selektivitu, čímž poskytuje čistší spektra a vyšší jistotu při strukturní identifikaci v oblasti farmakokinetiky a metabolické charakterizace.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřila na porovnání tradičního DDA s ion mobility-enabled DDA při analýze nefazodonu inkubovaného s kryoprezervovanými potkaními hepatocyty. Cílem bylo ukázat, že IMS-DDA umožňuje separaci koeluujících glukuronidů dihydroxylovaných metabolitů na základě rozdílných driftových časů a zajistit jednoznačnou interpretaci produktových iontů.

Použitá instrumentace

• ACQUITY UPLC I-Class System
• Vion IMS QTof Mass Spectrometer
• ACQUITY UPLC HSS T3 kolona (2.1 × 50 mm, 1.8 μm)
• UNIFI Scientific Information System v1.8.2

Metodika

Vzorky nefazodonu (10 μM) byly inkubovány s potkaními hepatocyty při 37 °C v časech 0–140 min. Reakce byly ukončeny acetonitrilem, poté odstředěny a supernatant analyzován UPLC s 4minutovým gradientem (0,1 % FA ve vodě / acetonitrilu). Systém pracoval v režimu ESI+, full scan MS (m/z 50–1200) a DDA s MS/MS spouštěním z include listu při intenzitě nad 1000 cps. Pro IMS-DDA byl navíc využit driftový čas k selekci prekurzorů.

Hlavní výsledky a diskuse

IMS-DDA odhalilo dva koeluující glukuronidy dihydroxylovaných metabolitů nefazodonu s driftovými časy 9,56 a 10,13 ms. Obě spektra obsahovala prekurzorní iont m/z 678,25 a charakteristický ztrátový iont m/z 502,22 (-176 Da). Rozdíl fragmentů m/z 306,14 vs 290,15 o 16 Da odhalil přítomnost dodatečné hydroxylové skupiny. Tradiční DDA produkovala smíšená, nejednoznačná MS/MS spektra, která se IMS-DDA podařilo vyčistit.

Přínosy a praktické využití metody

IMS-DDA přináší:

• Vyšší selektivitu a čistotu spekter
• Snížení interferencí matrice
• Rychlejší a přesnější strukturní identifikaci metabolitů
• Optimalizaci workflow v preklinických farmakologických studiích

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření IMS-DDA do high-throughput metabolomiky, integrace s ion mobility knihovnami a AI-říděnou interpretaci dat. Kombinace s dalšími datově nezávislými akvizičními režimy a zdokonalení software pro vizualizaci driftových časů zvýší schopnost detekovat komplexní směsi isomerů.

Závěr

Ion mobility-enabled DDA na Vion IMS QTof výrazně zlepšuje rozlišení a identifikaci koeluujících izomerických metabolitů nefazodonu. Metoda nabízí čistší prekurzorní a produktová spektra, vyšší spolehlivost při strukturálních závěrech a představuje významný pokrok v analýze metabolitů drug metabolism studií.

Reference

1. Bonn B., Leandersson C., Fontaine F., Zamora I. Enhanced metabolite identification with MSE and a semi-automated software for structural elucidation. Rapid Commun. Mass Spectrom. 24:3127–3138, 2010.
2. Clayton R., Holdsworth C., Tomczyk N., Palmer M., Weston D. Resolution and characterisation of co-eluting isomeric metabolites by collisional cross section measurements using a novel travelling wave IMS QTof device. Poster ASMS 2016.