Agilent 6560 Ion Mobility LC/Q-TOF

Význam tématu

Ion mobility mass spectrometry představuje novou dimenzi separace díky měření iontového driftu v plynném prostředí. Tato technika rozšiřuje schopnosti klasické LC/MS analýzy, zvyšuje selektivitu a citlivost detekce a umožňuje rozlišit strukturní izomery, kvantifikovat konformační změny bílkovin a přesně stanovit kolizní příčný průřez (CCS) bez nutnosti standardů.

Cíle a přehled studie

Cílem článku je představit klíčové vlastnosti a aplikace přístroje Agilent 6560 Ion Mobility LC/Q-TOF. Autoři demonstrují, jak mobilitní separace doplněná o vysokorozlišovací Q-TOF hmotnostní analyzátor řeší komplexní analytické výzvy v oblasti proteomiky, metabolomiky, glykomiky, pan-omických přístupů a vývoje bioterapeutik.

Použitá metodika a instrumentace

Analýzy byly prováděny na systému Agilent 6560 vybaveném:

• UHPLC (Agilent 1200 Infinity Series) pro kapalinnou chromatografii,
• iontovým funnel dvojitým designem pro koncentrování a transport iontů,
• uniformním driftovým tubusem s řízeným elektrickým polem pro měření doby driftu,
• demultiplexačními algoritmy (HR-dm) pro zvýšení rozlišení a citlivosti,
• Collision-Induced Unfolding (CIU) pro konformační charakterizaci bílkovin,
• All Ions MS/MS fragmentací v kombinaci s PCDL knihovnami pro detekci stopových látek,
• MassHunter softwarovým prostředím a IM-MS Browserem pro vizualizaci a výpočet CCS.

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky ukazují:

• Rozlišení iontové mobility až R = 250 (nezávisle na akvizici) a přesnost CCS < 2 %.
• Citlivost v rozsahu femtogramů a detekce peptidů na úrovni pg/mL.
• Separaci bílkovinných izomerů a konformačního stavu proteinů prostřednictvím CIU.
• Pan-omické mapování složitých směsí (lipidy, peptidy, sacharidy) ve 2D konformačně-hmotnostním prostoru.
• Identifikaci glykanů a jejich izomerů pomocí vysokorozlišovacích conformer fingerprintů a CCS hodnot.
• Zvýšení počtu detekovaných metabolitů v nestrukturovaných metabolomických studiích díky CCS jako další šabloně pro anotaci.

Přínosy a praktické využití metody

Integrace LC, iontové mobility a vysokorozlišovací MS umožňuje:

• Rozšířenou kapacitu špiček (peak capacity) a spolehlivou separaci komplexních biologických matric.
• Rychlé a robustní screenování bioterapeutik, biosimilárů a ligandových interakcí.
• Detailní polohové určení vazeb a topologických změn biomolekul.
• Zavedení CCS databází pro standardizovanou mezinárodní výměnu výsledků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• Další zvyšování rozlišovací síly iontové mobility (R > 500) pro stereochemickou analýzu.
• Integrace s umělou inteligencí a strojovým učením pro automatizovanou interpretaci 3D dat.
• Rozvoj rozsáhlých CCS knihoven napříč chemickými třídami a biologickými molekulami.
• Aplikace v klinické diagnostice, přesném medicíně a šetrném potravinářském testování.

Závěr

Agilent 6560 Ion Mobility LC/Q-TOF představuje průlomovou platformu pro multidimenzionální analýzu komplexních vzorků. Jeho vysoká rozlišovací schopnost, citlivost a reprodukovatelnost spolu s otevřenou architekturou a dlouhodobou podporou zajišťují vynikající ROI a možnost rychlého zavedení v akademickém i průmyslovém prostředí.

Použitá instrumentace

• Agilent 6560 Ion Mobility LC/Q-TOF s dual-ion funnel a uniformním driftovým tubusem.
• Agilent 1200 Infinity Series UHPLC.
• Agilent JetStream ESI ionizace s orthogonálním vstupem.
• Agilent MassHunter QA/QC, IM-MS Browser a Mass Profiler softwarové nástroje.

Reference

• May J.C., Goodwin C.R., Lareau N.M. et al. Conformational Ordering of Biomolecules in the Gas-Phase: Nitrogen Collision Cross-Sections Measured on a Prototype High Resolution Drift Tube Ion Mobility-Mass Spectrometer. Anal. Chem. 2014;86(4):2107-2116.
• Sastre Torano J., Aizpurua-Olaizola O., Wei N. et al. Identification of Isomeric N-Glycans by Conformer Distribution Fingerprinting using Ion Mobility Mass Spectrometry. Chem. Eur. J. 2021;27(6):2149-2154.
• Sastre Torano J., Gagarinov I.A., Vos G.M. et al. Ion-mobility spectrometry can assign exact fucosyl positions in glycans and prevent misinterpretation of mass-spectrometry data after gas-phase rearrangement. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2019;58(49):17616-17620.