THE IMPACT of PPB MASS ACCURACY UPON BIOTRANSFORMATION PRODUCT IDENTIFICATION USING NEGATIVE ION NON -TARGETED URINARY SCREENING MULTI-REFLECTING TIME-OF-FLIGHT LCMS

Význam tématu

Výsledná schopnost přesné identifikace biotransformačních produktů v moči je klíčová pro farmakokinetické studie, toxikologii i kontrolu kvality léčiv. Vysoká hmotnostní rozlišovací schopnost a subppm přesnost měření významně zvyšují důvěru v detekci a identifikaci nízkokoncentrovaných metabolitů v komplexních biologických matricích.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřuje na využití hybridního kvadrupolu s multiodrazovou detekcí v Time-of-Flight (Q-MRT TOF) pro negativní ionizaci a nekonvenční neřízené zpracování dat (DIA MSE). Cílem je demonstrovat:

• Rutinní dosažení ppb přesnosti pro prekurzorové i fragmentační ionty po dobu 24 h
• Využití jemné izotopové struktury pro zvýšení jistoty identifikace
• Retenci chromatografické kvality při 10 Hz akvizici

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky moči zdravého dobrovolníka byly naředěny 1:10 a ošetřeny běžnou RP-LC separací (C18 kolona, gradient 12 minut, 0,1 % formové kyseliny ve vodě vs. acetonitril, průtok 0,5 mL/min, 5 μL injekce). Analýza proběhla v režimu negative ESI na Q-MRT TOF pracujícím nad 200 000 FWHM, akviziční frekvence 10 Hz s nepřetržitou DIA MSE sběrem prekurzorových i fragmentačních spekter.

Hlavní výsledky a diskuse

Významné nálezy zahrnují:

• Průměrná přesnost 754 ppb RMS po dobu 24 hodin pro prekurzorové a fragmentační ionty hlavních léčiv a metabolitů
• Detekci dosud méně popsané fází II sulfatace naproxenu a karbamazepinu s přesností 21 až 216 ppb
• Dostupnost 19 datových bodů přes 3,6 s základní šířky píku pro karbamazepin-N-glukuronid
• Využití jemné izotopové struktury (FIS) jako dodatečného kritéria pro potvrzení složení molekuly

Přínosy a praktické využití metody

Provozní výhody Q-MRT TOF s DIA MSE zahrnují:

• Vysokou specifitu i v nepříznivých matricích díky vysokému rozlišení a přesnosti
• Snížení falešných poplachů v neřízených skrinech
• Možnost paralelní detekce známých i neznámých metabolitů bez předchozího výběru prekurzorů

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry vývoje:

• Integrace pokročilých algoritmů pro automatizovanou interpretaci jemné izotopové struktury
• Rozšíření aplikací do klinické toxikologie a forenzní analýzy
• Využití strojového učení pro zpracování rozsáhlých datových setů z DIA metod

Závěr

Hybridní Q-MRT TOF se systémovým rozlišením nad 200 000 FWHM a ppb hmotnostní přesností nabízí spolehlivou platformu pro neřízené sledování léčiv a jejich metabolitů v biologických matricích. Jemná izotopová struktura představuje významný doplněk k tradičním kriteriím identifikace a přispívá ke zvýšené důvěryhodnosti výsledků.

Reference

1. Cooper-Shepherd D et al. Novel Hybrid Quadrupole-Multireflecting Time-of-Flight Mass Spectrometry System. J Am Soc Mass Spectrom. 2023;34(2):264-272
2. McCullagh M et al. Exploring the Impact of Part Per Billion Mass Accuracy for Metabolite Identification using Multi Reflecting TOF MS. 2023
3. Falany CN et al. Sulphation of o-desmethylnaproxen by human sulfotransferases. Br J Clin Pharmacol. 2005;60(6):632-640
4. Lertratanangkoon K, Horning MG. Metabolism of carbamazepine. Drug Metab Dispos. 1982;10(1):1-10
5. Richter WJ et al. Structural Characterization of Polar Carbamazepine Metabolites. 1978