Data Independent HDMSE High Throughput Drug Library Screening Using the DESI XS Source

Význam tématu

Rychlé a informačně bohaté analytické techniky jsou v moderní farmaceutické laboratoři klíčové pro efektivní screening a potvrzení identity látek. Tradiční LC-MS přináší vysokou spolehlivost, avšak její časová náročnost může být limitující při analýze velkých knihoven sloučenin. Implementace DESI XS zdroje s iontovou mobilitou a HDMSE režimem představuje inovativní přístup pro zrychlenou a automatizovatelnou analýzu malých molekul.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit schopnost DESI XS zdroje integrovaného do systému SYNAPT XS k vysokoprůtokové analýze 96 FDA registrovaných malomolekulárních léčiv. Klíčovým parametrem bylo dosažení analýzy v řádu sekund na vzorek s podporou iontově-mobilitního rozlišení a následnou kompatibilitou s existující LC-MS databází.

Použitá instrumentace

• Mass spektrometr SYNAPT XS (Waters)
• DESI XS zdroj s vysokovýkonným sprayerem (HPS)
• UNIFI™, MassLynx™ a HDI software pro zpracování dat

Použitá metodika

Standardy léčiv byly připraveny v koncentraci 100–250 µg/ml v metanolu či metanol-voda 98:2 s 0,1 % HCOOH. Na Teflonový mikroskopický objekt otisknuto 3 µl roztoku a vysušeno. DESI analýza proběhla v režimu pozitivní HDMSE s rychlostí skenování 10 snímků/s, rozsah 100–1200 Da, iontová mobilita aktivní, doba ionizace ~2 s na vzorek.

Hlavní výsledky a diskuse

Ze 96 analyzovaných sloučenin bylo automaticky identifikováno 73 (76 %), manuální evaluací až 81 (84 %). Dosažená rychlost ~3 s/vzorek umožnila zpracovat až 44 vzorků za 2 min. Porovnání kolizního průřezu (CCS) získaného DESI XS a LC-MS pro 73 sloučenin vykázalo vynikající korelaci (>0,997). Intenzita signálů byla dostatečně vysoká i bez chromatografického dělení, fragmentace byla dosažitelná v HDMSE kanálu.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby analýzy oproti LC-MS
• Jednoduchá a automatizovatelná příprava vzorku
• Kompatibilita s existujícími databázemi a CCS knihovnami
• Možnost rychlého screeningu i generování nových knihoven sloučenin

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování zahrnuje rozšíření rozsahu analyzovatelných sloučenin (polární i netermicky stabilní), integraci s robotizovanou přípravou vzorků a aplikace v real-time procesu monitoringu syntéz. Rozvoj datových platforem pro strojové učení by mohl zvýšit automatizaci interpretace HDMSE spekter.

Závěr

DESI XS ve spojení se SYNAPT XS představuje robustní, rychlou a vysoce průtokovou metodu pro screening malých molekul, která je schopna spolehlivě identifikovat většinu analyzovaných léčiv a přitom udržet vysokou kvalitu dat obdobnou chromatografickým metodám.

Reference

• Waters Brochure: A Combination of High Sensitivity and High Mass Resolution Imaging at Speed, With DESI XS on the SYNAPT XS HDMS.
• Nicolás M. Morato, R. Graham Cooks: Inter-Platform Assessment of Performance of High-Throughput Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry, Talanta Open, 2021, 100046.