Separation of Ganglioside Isomers Using the SELECT SERIES™ Cyclic™ IMS

Význam tématu

Analýza gangliosidů je klíčová pro pochopení jejich biologické role jako složek buněčných membrán a potenciálních biomarkerů onemocnění. Strukturní variabilita v oligosacharidické části a ceramidové složce významně ovlivňuje jejich fyzikálně-chemické vlastnosti a biologické funkce.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo demonstrovat oddělení isomerů gangliosidů GD1a (d18:1/18:0) a GD1b (d18:1/18:0) pomocí vysokorozlišovací iontové mobility (IM) s multi-pass technikou na přístroji SELECT SERIES Cyclic IMS. Studie ukazuje, že škálovatelná IM rozlišení umožňují plné rozlišení dosud nerozlišitelných lipidových izomerů během milisekundové analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byly použity standardy gangliosidů získané od Avanti Polar Lipids v chloroform/methanol (1:2), infuze 5 µL/min do ESI zdroje v negativním ionizačním režimu. Klíčové parametry přístroje:

• Iontová mobilita: SELECT SERIES Cyclic IMS se škálovatelným počtem průchodů (1–5)
• MS detektor: Time-of-Flight
• Rozsah m/z: 50–2000
• Capilární napětí: 2 kV, cone voltage 30 V
• Twist wave velocity: 375 m/s, static height: 30 V
• Software: MassLynx 4.2

Hlavní výsledky a diskuse

Počet průchodů IMS buňkou a odpovídající rozlišení:

• 1 průchod (Ω/ΔΩ ≈ 65): nerozlišený ATD ~18,10 ms, naznačená dvojitá složka
• 2 průchody (≈ 90): širší špička s přední ramenem ATD 23,63 a 24,14 ms
• 3 průchody (≈ 110): dvě odlišené špičky s ~80% prohlubní mezi nimi
• 4 průchody (≈ 130): téměř úplné rozlišení dvou špiček
• 5 průchodů (≈ 145): baseline rozlišení GD1b (ATD 41,22 ms) a GD1a (ATD 42,58 ms)

Jednotlivé standardy potvrdily, že GD1b přichází dříve než GD1a.

Přínosy a praktické využití metody

Multi-pass IM výrazně zkracuje dobu analýzy izomerických lipidů na milisekundy a zvyšuje selektivitu bez nutnosti rozsáhlé LC optimalizace. Metoda je vhodná pro lipidomické studie, QA/QC laboratoře a průmyslovou analytiku.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s kapalinovou chromatografií pro další rozlišení komplexních směsí
• Rozšíření multi-pass IM na jiné třídy lipidů a biopolymerů
• Automatizace a vysokopropustné analýzy v kontextu klinických biomarkerů

Závěr

Multi-pass technologie na SELECT SERIES Cyclic IMS umožnila plné oddělení isomerů GD1a a GD1b s rozlišením 145 Ω/ΔΩ během pěti průchodů. Data demonstrují široké možnosti škálovatelné iontové mobility při analýze náročných lipidických izomerů.

Reference

1. Li Z, Zhang Q. Ganglioside Isomer Analysis Using Ion Polarity Switching Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2021;413:3269–3279.
2. Giles K et al. A Cyclic Ion Mobility-Mass Spectrometry System. Anal Chem. 2019;91:8564–8573.
3. Ujma J et al. Cyclic Ion Mobility Mass Spectrometry Distinguishes Anomers and Open-Ring Forms of Pentasaccharides. J Am Soc Mass Spectrom. 2019;30:1028–1037.