LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceWaters
Význam tématu
Zajištění extrémně přesné hmotnostní analýzy v řádu ppb hraje klíčovou roli při identifikaci metabolitů v komplexních biologických vzorcích.
Vyšší hmotnostní rozlišení (>200 000 FWHM) a rutinní přesnost pod 1 ppm výrazně snižují počet možných elementárních složení a zvyšují spolehlivost detekce.
Cíle a přehled studie
Studie hodnotila výkonnost vysoce rozlišovacího kvadrupól-MRT TOF spektrometru v kombinaci s UPLC v negativním iontovém režimu během 24 hodin.
Cílem bylo demonstrovat rutinní dosahování RMS chyby masové přesnosti kolem 761 ppb pro více než 1800 detekcí metabolitů a fragmentů.
Použitá instrumentace
- UPLC: ACQUITY UPLC I-Class Premier
- Kolona: ACQUITY UPLC HSS T3 C18, 100 mm × 2.1 mm, 1.8 µm
- MRT TOF: SELECT SERIES MRT (>200 000 FWHM)
- Software: MassLynx v4.2, waters_connect 3.1.0.243
Použitá metodika
- Příprava vzorku: lidský močí naředěný 1:10
- LC podmínky: teplota kolony 40 °C, objem injekce 5 µL, gradient H2O/ACN s 0.1 % HCOOH, průtok 0.5 mL/min
- MS podmínky: režim ES-, rozsah m/z 50–2400, rychlost akvizice 10 Hz, MSE kolizní energie 15–45 eV
Hlavní výsledky a diskuse
Studie prokázala:
- RMS hmotnostní chyba ~761 ppb pro 1813 detekcí metabolitů
- Pod 1 ppm přesnost pro MSE fragmenty i prekurzory
- Identifikace hlavních i minoritních metabolitů acetaminofenu, karbamazepinu a naproxenu v časových bodech 2, 4 a 6 h
- Detekce vzácných biotransformačních produktů (sulfáty, acyl-glukuronidy, hydroxylované deriváty)
- Využití jemné izotopové struktury pro potvrzení složení
- Zachování chromatografické věrnosti při 10 Hz a vysokém rozlišení
Přínosy a praktické využití metody
- Vysoká spolehlivost identifikace malých molekul v komplexních matricích
- Snížení falešně pozitivních nálezů díky restriktivním tolerancím masové přesnosti
- Efektivní nestranná akvizice (DIA MSE) pro úplnou charakterizaci vzorku
- Možnost odhalit neznámé či vzácné metabolity bez referenčních standardů
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření využití v metabolomice, toxikologii a environmentální analýze
- Integrace s pokročilými informatikými nástroji pro automatizovanou interpretaci dat
- Monitorování biomarkerů v klinických studiích a QA/QC procesech
- Další optimalizace rychlosti a rozlišení pro multimodální analýzy
Závěr
Dosažení ppb hmotnostní přesnosti při zachování vysoké rychlosti akvizice a rozlišení umožňuje robustní a důvěryhodnou identifikaci metabolitů.
Tento přístup podporuje vysoce specifické nestandardizované workflow pro malé molekuly ve farmaceutickém i environmentálním výzkumu.
Reference
- Schymanski et al. Environ. Sci. Technol. 2014,48,2097–2098
- Cooper-Shepherd et al. J Am Soc Mass Spectrom. 2023,34(2):264–272
- McCullagh et al. Waters App Note 720007896, 2023
- FDA Guidance, 2008
- Bradshaw et al. Drug Discov Today 2020,25(9):1639–1650
- Mortensen et al. J Pharm Biomed Anal. 2001,24(3):477–485
- Higton et al. Cyclic IMS Poster, 2021
- Falany et al. Br J Clin Pharmacol. 2005,60(6):632–640
- Kiang et al. Drug Metab Dispos. 1989,17:43–48
- Nagao et al. Anal Chim Acta. 2014,813:70–76
- Ipsen. Anal Chem. 2014,86(11):5316–5322
- Lertratanangkoon & Horning. DMD. 1982,10:1–10
- Bahlmann et al. Water Res. 2014,57:104–114
- Richter et al. In Frigerio, 1978
- Russell et al. Case Rep Med. 2015
- Kerr et al. Biochem Pharmacol. 1994,47(11):1969–1979
- Batucan et al. Environ Adv. 2022,7:100164
- Gago-Ferrero et al. J Hazard Mater. 2020,387:121712
- Carere et al. In Emerging Contaminants, 2015
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.