RapidFire for Automated High-Throughput LC/MS

Příručky | 2023 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Příprava vzorků, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Zaměření
Forenzní analýza a toxikologie, Farmaceutická analýza, Klinická analýza
Výrobce
Agilent Technologies

Význam tématu


RapidFire vysokoprůchodový MS systém významně zkracuje dobu analýzy vzorků v LC/MS aplikacích díky ultrarychlému on-line SPE a přímému vstřikování do hmotnostního analyzátoru. Systém podporuje široké spektrum metod výzkumu — od farmaceutické vývojové fáze, přes ADME testování, analýzu oligonukleotidů až po klinickou a toxikologickou aplikaci. Rychlá detekce, robustnost a schopnost pracovat s minimálním objemem vzorku otevírá nové možnosti pro high-throughput screening a šetří čas i náklady laboratorních postupů.

Cíle a přehled studie / článku


Prozkoumat a demonstrovat různé aplikace Agilent RapidFire systému:
  • Sub-2,5s přímé vstřikování pro masivní sériové screenings (RapidFire Direct Injection Mode).
  • Automatizované vývoje metod pomocí přepínání pufrů a cartridgí (RapidFire Method Development).
  • Snížení objemu vzorku na 5–10 µL díky použití nízkoodporových kapilár (Minimization of Sample Volume).
  • Analýzu oligonukleotidů HILIC bez iontově-párovacích činidel pro pozitivní režim MS (HILIC Oligonucleotide Analysis).
  • Komparaci fast LC versus RapidFire pro syntetické oligonukleotidy (High-Throughput Oligo LC vs RF).
  • Vyhledávání fragmentů v drug discovery na modelech BACE-1 a SCD (Fragment-Based & Lead Discovery).
  • Ultrafast ADME test stability microsomálních reakcí (Microsomal Metabolic Stability).
  • Klinickou aplikaci rychlé kvantifikace levetiracetamu v séru (<10s/ vzorek).
  • Potenciál pro toxikologické a forenzní screeningy (Feasibility for Drug Target Screening).

Použitá metodika a instrumentace


Využití přístrojů:
  • Agilent RapidFire 365/360/400 pro ultrarychlé on-line SPE a vstřikování (objemy 5–10 µL).
  • Trojnásobný kvadrupól (Ultivo, 6460, 6470 TQ) pro MRM kvantifikaci.
  • Q-TOF systémy (6545, 6545XT) pro vysokorozlišovací exact mass a auto-MS/MS zajišťující library match.
  • UHPLC (1290 Infinity II, AdvanceBio) pro fast LC metody (60s cykly).
  • Použitá SPE cartridgí (C4, C18, PLRP-S, HILIC-Z) a optimalizované eluční protokoly (pumpy, časy stavů RF).
  • Software Agilent MassHunter (Acquisition, Qualitative, Quantitative), RapidFire Integrator, PCDL Manager pro automatizovanou detekci a vyhodnocení.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Direct Injection: sub-2,5s cyklus, 35 000 vzorků/den, lineární odezva do 4 dekád, CV ~1–2 %.
  • Automated Method Dev.: Optimalizace bufferů, cartridge, acetonitrilu v minutách bez manuální výměny.
  • Minimální objem vzorku: úspora z 35 µL na 10 a 5 µL/analýzu, CV 2–4 %.
  • HILIC Oligos: Analýza 18–60mer bez iontových párů, zúžené nabití, zlepšená robustnost, limity nízkých nM.
  • Fast LC vs RF pro oligos: RF poskytl rychlejší throughput (15s vs 40s), lepší odsolení, dostatečnou citlivost.
  • BACE-1 screening: FS vs LMS vs UMS metody odhalily různé sady hitů, RF/MS potvrdil hits i u netagovaných substrátů.
  • Lead Discovery SCD: RapidFire/TQ vs LC/TQ shoda výsledků (R2 ≈0,94), 10s vs >60s/smíchaný cyklus.
  • MMS Stability: RF/TQ vs LC/TQ (R2 ≈0,94), intraday/interday přesnost 2–5 %, 10× rychlejší analýza.
  • Levetiracetam v séru: 9,5s cyklus, lineární 1–100 µg/mL, přesnost 95–105 %, korelace s LC/TQ R2 >0,995.
  • Forenzní screening: RF/Q-TOF 10s cyklus, auto-MS/MS + PCDL scoring eliminuje falešné pozitivy, 60× rychlejší než 10min LC/TOF.

Přínosy a praktické využití metody


RapidFire/MS systémy umožňují:
  • Rapidní high-throughput screening (až stovky tisíc vzorků/den) bez chromatografie.
  • Vysoce přesné kvantifikace i citlivé spolehlivé screeningy netagovaných biologických molekul.
  • Snižování nákladů a spotřeby vzorku díky malým objemům (5–10 µL) a bez potřeby drahých reagentů.
  • Automatizovaná výměna cartridge a bufferů pro snadnou optimalizaci nových metod.
  • Zvýšení robustnosti a snížení falešných pozitiv skrze vysokorozlišovací exact mass a library PCDL.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření aplikací do klinické diagnostiky, personalizované medicíny a TDM (Therapeutic Drug Monitoring).
  • Integrace s robotizovanými platformami pro plně autonomní laboratoře.
  • Další zlepšení citlivosti a specificity přes vývoj nových cartridge a ionizačních technik.
  • Využití umělé inteligence pro adaptivní optimalizaci metod v reálném čase.
  • Možnost multiplexních analyz bez separace pomocí sofistikovaných databází fragmentačních vzorů.

Závěr


Agilent RapidFire high-throughput MS a RF/Q-TOF či RF/TQ kombinují rychlost a kvalitu dat tradiční LC/MS v jednotkách sekund na vzorek. Umožňují široké spektrum aplikací od analytických nástrojů pro průmyslovou a klinickou chemii až po forenzní screening. Metody přinášejí významné úspory času, snížení spotřeby vzorků a umožňují robustní high-throughput workflow bez kompromisů v citlivosti či přesnosti.

Reference


  • Abyade HC et al. Sub-2.5s direct injection LC/MS with Agilent RapidFire. Agilent Application Note, 2021.
  • Frick LE, LaMarr WA. Automated method development on Agilent RapidFire. Agilent Application Note, 2014.
  • Rye P et al. Minimization of sample volume for RapidFire MS. Agilent Technical Overview, 2021.
  • Rye P et al. Ion-pairing-free HILIC of oligonucleotides. Agilent Application Note, 2019.
  • Rye P, Yang Y. RapidFire vs fast LC for synthetic oligos. Agilent Application Note, 2022.
  • Frick L, LaMarr W. Fragment-based screening BACE-1 by RapidFire MS. Agilent Application Note, 2013.
  • LaMarr W et al. High-throughput lead discovery SCD with RapidFire/MS. Agilent Application Note, 2011.
  • Choi N et al. Ultrfast microsomal stability with RapidFire/TQ. Agilent Application Note, 2021.
  • Romm MV, Miller VP. Ultrafast levetiracetam serum analysis. Agilent Application Note, 2011.
  • Nelson B et al. Forensic drug screening by RF/Q-TOF. Agilent Application Note, 2022.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

High-throughput Mass Spectrometry Analysis of Synthetic Oligonucleotides
High-throughput, Ion-Pairing-Free, HILIC Analysis of Oligonucleotides Using Agilent RapidFire Coupled to Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry
High-throughput Ion-Pairing Free Reversed Phase Analysis of Oligonucleotides using RapidFire Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry
Ultrafast Plasma Protein Binding Analysis
Ultrafast Plasma Protein Binding Analysis
2022|Agilent Technologies|Aplikace