Simultaneous Quantitation and Discovery (SQUAD) metabolomics: an intelligent combination of targeted and untargeted workflows using the novel Orbitrap Astral mass spectrometer

Význam tématu

Metabolomika se stala nedílnou soucástí moderní analytické chemie. Kombinace cilené kvantifikace s objevováním neznámých látek v jediné analýze výrazne zvyšuje produktivitu, minimalizuje spotrebu vzorku a rozšiřuje možnosti odhalení biologicky významných metabolických zm?n.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout metodiku SQUAD (Simultaneous Quantitation and Discovery) umo?nující v jednom injekcnim behu soubežnou absolutní kvantifikaci vybraných metabolitu a necilené detekce neznámých látek. Studie uplatnila inovativní Orbitrap Astral spektrometr s paralelním záznamem vysoce rozlišujících MS1 skenu a rychlého DDA MS2.

Použitá metodika a instrumentace

Vstupní vzorek: NIST SRM 1950 plasmatický standard s postupne naředěnými izotopov?mi aminokyselinami (1 nM–2,5 mM). Extrakce: 80 % methanol. Separace: reverzní fázová chromatografie na kolone Hypersil GOLD spojené s UHPLC Vanquish Horizon.
Spektrometrie: paralelní plný sken HRAM MS1 (Orbitrap) a rychlý citlivý DDA MS2 (Astral) s rozlišením až 80 000 a rychlostí až 200 Hz. Datové nástroje: TraceFinder 5.1 a Compound Discoverer 3.3.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala lineární dynamický rozsah pět rádu a LOQ 10 femtomolu na sloupci s LOD 5 femtomolu. Paralelní režim Orbitrap Astral zajistil až 90 % úsp?chu fragmentace MS2 ve 30 nejintenzivnejších iontech, oproti 49 % u klasického Orbitrap-Orbitrap módu. Díky vyššímu počtu MS1 scanů a zkrácené LC gradientu o faktor 3 nedošlo ke ztrátě citlivosti ani kvality fragmentačních spekter.

Přínosy a praktické využití metody

Metodika SQUAD poskytuje simultánní kvantifikaci známých biomarkerů a odhalování nových metabolitů v jediné injekci, což zrychluje workflow a snižuje variabilitu mezi analýzami. Umo?ňuje hloubkovou prověřovací analýzu v klinické a farmaceutické pr?myslu i v QA/QC laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Ocekává se další zkracování chromatografických gradientu a integrace s multiomickými daty. Potenciál vidíme v automatizovaných AI-řízených pipeline pro rychlou identifikaci biomarkerů a real-time monitorování metabolitických profilu v kruhové ekonomice a personalizované medicíne.

Závěr

Orbitrap Astral podporuje vysoce výkonnou SQUAD metabolomiku bez kompromisů mezi citlivostí, rozlišovací schopností a throughputem. Jediná injekce nabízí robustní platformu pro cílené i necilené objevy.

Reference

• Amer B., Mohring S., Jochim N. a kol. Simultaneous Quantitation and Discovery (SQUAD) metabolomics: an intelligent combination of targeted and untargeted workflows using the novel Orbitrap Astral mass spectrometer. Thermo Fisher Scientific, 2023.