Comparison of the SYNAPT XS™ and SELECT SERIES™ Cyclic™ IMS for the Analysis of Human Urine

Význam tématu

Metabolomické analýzy biologických vzorků, jako je lidská moč, jsou klíčové pro identifikaci biomarkerů v různých onemocněních. Vysoká schopnost separace a citlivost detekce umožňují odhalit i nízce zastoupené metabolity a zvyšují přesnost jejich identifikace.

Cíle a přehled studie

Studie porovnává dva hyphenované systémy LC–iontové mobility–MS, SYNAPT XS a SELECT SERIES Cyclic IMS, s cílem zjistit jejich schopnost detekovat a anotovat metabolity v extraktu lidské moči.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek lidské moči byl ředěn vodou a acetonitrilem, protřesen a následně odstředěn. Separace probíhala na systému ACQUITY Premier UPLC s BEH Amide kolonnou při 40 °C a gradientním programu založeném na směsi acetonitril voda s formiátovými pufry. Oba MS přístroje pracovaly v pozitivním ESI režimu, Tof rozsah 50–1200 Da, režim HDMSE s kolizním napětím 20–40 eV. SELECT SERIES Cyclic IMS nabízí prodlouženou dráhu iontové mobility díky možnosti vícenásobných průchodů.

Hlavní výsledky a diskuse

SELECT SERIES Cyclic IMS detekoval průměrně 3,5× více nízkoenergetických iontů než SYNAPT XS a umožnil zaregistrovat o 50 procent více peak-picked features. Mobilitní separace oddělila izobarické složky se stejnou m/z a retenční dobou, což vedlo k čistším fragmentačním spektrům. Při vyhledávání v databázi HMDB bylo možné anotovat o 944 metabolitů více než u dat ze SYNAPT XS.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšený počet detekovaných metabolitů rozšiřuje možnosti objevování nových biomarkerů.
• Lepší rozlišení izobarických látek zvyšuje spolehlivost identifikace a kvantifikace.
• Vysoký průtok vzorků bez ztráty kvality dat podporuje rutinní aplikace v klinických a průmyslových laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj multipasové iontové mobility pro hlubší separaci komplexních vzorků.
• Integrace s dalšími hyphenovanými technikami pro komplexní fenotypování.
• Aplikace v personalizované medicíně a dlouhodobém monitorování metabolických profilů.

Závěr

Díky prodloužené dráze iontové mobility poskytuje SELECT SERIES Cyclic IMS výrazně vyšší kapacitu a kvalitu detekce než SYNAPT XS. Zvýšený počet detekovaných i anotovaných metabolitů zvyšuje přesnost biomarker discovery a rozšiřuje možnosti analytické chemie metabolomiky.

Reference

• Rainville PD, et al. Ion Mobility Spectrometry Combined With Ultra Performance Liquid Chromatography Mass Spectrometry for Metabolic Phenotyping of Urine Anal Chim Acta 2017 982 1–8
• King AM, et al. Rapid Profiling Method for the Analysis of Lipids in Human Plasma Using Ion Mobility enabled Reversed phase Ultra high Performance Liquid Chromatography Mass Spectrometry J Chromatogr A 2020 1611 460597