Targeted High Resolution Quantification with Tof-MRM and HD-MRM

Význam tématu

Targeted kvantifikace s vysokým rozlišením představuje moderní přístup v analytické chemii, který spojuje výhody selektivního monitorování fragmentů (MRM) s přesnou hmotnostní analýzou a separací iontů podle mobility. Tento postup umožňuje detekci a kvantifikaci stopových látek s nevídanou citlivostí a spolehlivostí, což je klíčové pro farmaceutický výzkum, proteomiku, metabolomiku a další aplikace, kde jsou nízké hladiny analytů kritické.

Cíle a přehled studie

Cílem popsané práce bylo demonstrovat výkonnost dvou nových režimů získávání dat na hmotnostním spektrometru SYNAPT G2-Si: Tof-MRM a HD-MRM. Studie se zaměřila na dosažení nižších detekčních hranic, zvýšení selektivity a možnosti získat kvalitativní i kvantitativní data na jedné platformě bez nutnosti složitých LC metodických úprav.

Použitá metodika

Byla využita chromatografie UPLC ve spojení s hrmass spektrometrem s T-Wave iontovou mobilitou. Klíčové kroky:

• Výběr mateřských iontů pomocí kvadrupólu a jejich fragmentace v kolizní buňce.
• Synchronizace pulzů v TOF analyzátoru pro maximalizaci detekčního duty cyklu („Target Enhancement“ a „Wideband Enhancement“).
• Průběžné full scan měření (RADAR, HD-RADAR) pro sledování m/z, retenčního času, driftového času a intenzity signálu.
• Automatizované zpracování dat v software TargetLynx.

Použitá instrumentace

• SYNAPT G2-Si hrmass spektrometr s T-Wave iontovou mobilitou
• ACQUITY UPLC 2.1×100 mm kolona
• RADAR™ a HD-RADAR skenovací režimy
• Software TargetLynx™ pro automatizovanou analýzu

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace Tof-MRM a HD-MRM vedla k následujícím poznatkům:

• Zvýšení citlivosti až 10× ve srovnání s klasickým full scan režimem.
• Detekce testosteronu až na úrovni 250 fg, zatímco ve full scan režimu byl signál prakticky nepozorovatelný.
• Čistší chromatografické špičky a zlepšení poměru signálu k šumu až 4× při 1,25 pg testosteronu.
• Možnost širokopásmového zesílení všech fragmentů u HD-MRM, což umožňuje pozdější volbu nejvhodnější tranze pří analýze komplikovaných matic.
• Separace isobarických složek díky iontové mobilitě a fragmentace za sebou, zvyšující selektivitu pro izomery a protomery.

Přínosy a praktické využití metody

Workflow Tof-MRM/HD-MRM kombinuje výhody tradičního MRM na kvadrupólu s vysokým rozlišením TOF, přesnou hmotností a iontovou mobilitou. Umožňuje:

• Snižovat nároky na metody LC, eliminovat potřebu opakované optimalizace.
• Provádět kvalitativní screening a kvantifikaci na jednom přístroji bez zbytečných přechodů.
• Získat vyšší důvěru v identifikaci a kvantifikaci díky přesnému m/z, izotopovým poměrům a driftovému času.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření hybridních metod HR-MS s MRM pro široké spektrum aplikací, včetně environmentální analýzy, forenzní toxicologie či potravinářských testů. Další vývoj by mohl zahrnovat:

• Integraci umělé inteligence pro automatické návrhy metod a pokročilou interpretaci dat.
• Vylepšení iontové mobility pro rychlejší a jemnější separaci izomerů.
• Rozšíření softwarových nástrojů pro plně automatizované workflow od vývoje metody až po konečný report.

Závěr

Tof-MRM a HD-MRM představují efektivní rozšíření kvantifikace na platformách HR-MS, poskytují výrazné zlepšení citlivosti a selektivity a umožňují provádět komplexní kvali-kwant analýzy bez kompromisů. Tyto technologie podporují rychlejší vývoj metod, zjednodušují práci v náročných matricích a otevírají nové možnosti v oblasti farmacie, bioanalytiky a průmyslové kontroly kvality.