Revealing Fine Isotope Structure with Resolution Enhancement Mode on the SELECT SERIES™ MRT

Význam tématu

High resolution mass spectrometrie umožňuje rozlišení jemné izotopové struktury organických molekul v komplexních biologických matricích. Tato schopnost je zásadní pro důvěryhodnou identifikaci xenobiotik a endogenních metabolitů během farmaceutického vývoje a klinických studií.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem byla demonstrace nové akvizičního režimu Resolution Enhancement Mode (REM) na hmotnostním analyzátoru SELECT SERIES™ MRT, kde zdvojený průchod iontů analyzátorem prodlužuje dráhu na ~92 m a dosahuje rozlišení >300 000 FWHM. Jako modelový systém sloužila netargetovaná LC-MS analýza farmak v moči zdravého dobrovolníka.

Použitá metodika

Vzorky moči byly ředěny 10:1 vodou a odebírány ve 2, 4 a 6 hodinách po perorálním podání léčiv (karbamazepin, acetaminofen, naproxen). Chromatografie probíhala na systému ACQUITY UPLC I-Class Premier s kolonkou HSS T3 C18 (100×2,1 mm, 1,8 µm), 40 °C, průtok 0,5 mL/min, gradient vody a acetonitrilu s 0,1 % formiátové kyseliny.

Použitá instrumentace

• Hmotnostní spektrometr SELECT SERIES MRT (hybrid Q-Tof s multi-reflecting TOF analyzátorem)
• UPLC systém Waters ACQUITY UPLC I-Class Premier
• Kolonka ACQUITY UPLC HSS T3 C18 (100×2,1 mm, 1,8 µm)
• Software MassLynx MS

Hlavní výsledky a diskuse

V režimu REM se dosáhlo rozlišení >300 000 FWHM při zachování dostatečného duty cycle díky synchronizaci uvolnění iontových paketů. V komplexním chromatogramu čtyřhodinového vzorku moči byly rozlišeny dvě souběžně eluující metabolity: desmethyl naproxen sulfát (m/z 295,03) a karbamazepin hydroxy sulfát (m/z 331,04). Massová přesnost byla lepší než ±600 ppb. Jemná izotopová struktura potvrdila přítomnost klíčových prvků v empirických vzorcích (O, S, N) díky detekci izotopů 18O, 33S, 34S, 15N apod.

Přínosy a praktické využití metody

REM na SELECT SERIES MRT zvyšuje spolehlivost identifikace analytů v netargetovaných studiích. Metoda umožňuje podrobnou charakterizaci metabolitů v reálném čase při chromatografických časech, což je hodnotné pro farmakokinetické a toxikologické studie, QA/QC procesy a průmyslovou analytiku.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k automatizaci synchronizace iontových paketů, rozšíření přenositelnosti režimu REM na jiné analyzátory a integraci s umělou inteligencí pro rychlou anotaci izotopových vzorců. Očekává se aplikace v proteomice, lipidomice a environmentálních analýzách.

Závěr

Resolution Enhancement Mode představuje efektivní způsob, jak zdvojnásobit dráhu iontů v multi-reflecting TOF analyzátoru a získat rozlišení >300 000 FWHM při zachování dutého cyklu. Jemná izotopová struktura významně zvyšuje důvěru v generované empirické vzorce na chromatografických časech.

Reference

1. Waters Corporation. Application Brief 720007986, September 2023.
2. Waters Corporation. SELECT SERIES MRT Technical Note.