Demonstrating Improved Sensitivity and Dynamic Range with MaxPeak High Performance Surface (HPS) Technology: A Case Study on the Detection of Nucleotides

Význam tématu

Analýza nukleotidů je zásadní pro výzkum DNA, RNA a buněčného metabolismu.
U citlivých LC-MS metod ale často dochází k ztrátám analytů na kovových površích, což omezuje detekční limity a spolehlivost měření.
Řešení těchto interakcí je klíčové pro robustní kvantitativní analýzu fosforylovaných sloučenin.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na ověření technologie MaxPeak High Performance Surface (HPS) v systému Waters ACQUITY PREMIER.
Cílem bylo porovnat standardní LC-MS povrchy se speciálními inertními povlaky vůči detekci adenosinných nukleotidů (ATP, ADP, AMP, adenosin).
Hlavní otázkou bylo zlepšení návratnosti, tvaru píků a rozšíření kalibračního rozsahu.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek obsahoval směs ATP, ADP, AMP a adenosinu v akv. roztoku.
Chromatografie:

• Systém: ACQUITY PREMIER UPLC a ACQUITY UPLC I-Class PLUS
• Kolony: HSS T3 1.8 µm 2.1×50 mm (standardní a Premier verze s HPS)
• Mobilní fáze: 10 mM acetát amonný pH 6.8 (A), acetonitril (B), gradient 1.2–19 % B
• Teploty: kolona 35 °C, vzorek 20 °C, průtok 0.5 ml/min, objem injekce 1 µl

Detekce:

• MS: Xevo TQ-XS, negativní ESI
• Sledované kanály SRM, kapilární napětí –0.3 kV, optimalizace kuželového a kolizního napětí
• Software: MassLynx v4.2

Hlavní výsledky a diskuse

Na standardním systému s kovovými povrchy bylo ATP a ADP zcela ztraceno, AMP vykazoval slabý a deformovaný pík.
S použitím HPS povrchů v Premier systému byly všechny čtyři sloučeniny detekovány s výrazně vyššími plochami píků a ostrými symetrickými tvary.
Kalibrační křivky ukázaly u Premier konfigurace sub-pg/µl citlivost pro všechny analyty a rozšíření kalibračního rozsahu o více než tři řády.
Adenosin, necitlivý k povrchovým interakcím, si zachoval konzistentní citlivost bez ohledu na povrch.

Přínosy a praktické využití metody

MaxPeak HPS technologie umožňuje:

• Zvýšit návratnost a zlepšit tvar chromatografických píků u kovově citlivých analyz
• Dosáhnout nižších detekčních limitů a širších kalibračních rozsahů
• Zefektivnit vývoj LC-MS metod pro fosforylované metabolity a farmaceutické analýzy

Budoucí trendy a možnosti využití

Další výzkum může směřovat k aplikaci HPS povrchů v HILIC a ion-exchange metodách.
Možná integrace iontově párových reagentů pro lepší retenci velmi polárních látek.
Uplatnění v komplexních biologických vzorcích a klinických analýzách.

Závěr

Technologie MaxPeak HPS v systému ACQUITY PREMIER významně potlačuje adsorpci nukleotidů na kovové povrchy.
Výsledkem je citlivější, reprodukovatelnější a robustnější LC-MS analýza ATP, ADP, AMP a adenosinu.
Tato inertní povrchová úprava rozšiřuje analytické možnosti pro rutinní i výzkumné aplikace.

Reference

1. Esmans E. L. a kol. Liquid Chromatography–Mass Spectrometry in Nucleoside, Nucleotide and Modified Nucleotide Characterization. J. Chromatogr. A. 1998, 794, 109–127.
2. Klawitter J. a kol. Development and Validation of an Assay for the Quantification of 11 Nucleotides using LC/LC-ESI-MS. Anal. Biochem. 2007, 365, 230–239.
3. Tuytten R. a kol. Stainless Steel Electrospray Probe: A Dead End for Phosphorylated Organic Compounds? J. Chromatogr. A. 2006, 1104, 209–221.
4. De Vijlder T. a kol. Study on the Loss of Nucleoside Mono-, Di- and Triphosphates and Phosphorylated Peptides to a Metal-Free LC–MS Hardware. Int. J. Mass Spectrom. 2011, 304, 83–90.
5. Lauber M. a kol. Low Adsorption HPLC Columns based on MaxPeak High Performance Surfaces. Waters White Paper. 2020.