LC/MS, LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/TOF
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceAgilent Technologies
Význam tématu
Díky širokému využití per- a polyfluorovaných látek (PFAS) v průmyslu a jejich perzistenci v životním prostředí a organismech je klíčové rozšířit kapacitu neškálované analýzy těchto látek. Kombinace vysoce výkonné kapalinové chromatografie (LC) s vysokorozlišovacím Q-TOF MS a softwarovými nástroji umožňuje detekci stovek potenciálních PFAS i v malých objemech biologických vzorků, jako jsou suché krevní skvrny (DBS). Suché krevní skvrny jako snadno získatelný a skladovatelný materiál poskytují možnost dlouhodobého monitoringu expozice u novorozenců a populace.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo zavést nekonvenční nešablonovou workflow pro odhalení známých i nových PFAS v DBS pomocí Agilent 1290 Infinity II LC a Agilent 6546 LC/Q-TOF. Popisují se dvě varianty zpracování dat:
- Profinder + FluoroMatch Modular: rekurzivní výběr špiček v MassHunter Profinder s následnou filtrací a anotací ve FluoroMatch Modular.
- FluoroMatch Flow: komplexní open-source workflow (MZmine + FluoroMatch Flow) pro konverzi, výběr špiček, filtraci, anotaci, detekci homologních řad a vizualizace.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky DBS byly připraveny z krevních skvrn na FTA kartách, extrahovány alkalickou metanolvou, koncentrovány a převedeny do akvatického metanolového roztoku. Pro separaci PFAS byla použita:
- Kapalinová chromatografie: Agilent 1290 Infinity II LC s kolonnou Poroshell 120 EC-C18 (2,1×100 mm, 2,7 μm), doplňkový PFC-delay sloupec, gradient 2 mM ammonium octanu/voda vs. 95:5 acetonitril/voda, tok 0,4 mL/min, teplota kolony 40 °C.
- Analytická detekce: Agilent 6546 LC/Q-TOF ve negativním ionizačním režimu, m/z 40–1 000, MS/MS s iterativní exkluzí (IE) při 10 a 40 eV, rychlost akvizice až 8 spekter/s.
Hlavní výsledky a diskuse
Obě workflow umožnily detekci více než 90 potenciálních PFAS v DBS. Pomocí Profinder + FluoroMatch Modular bylo identifikováno 29 látek s vysokou důvěrou; z toho 21 odpovídalo standardům, 4 byly kontaminanty standardních směsí a 4 pravděpodobně endogenní. Workflow FluoroMatch Flow detekovalo výrazně více surových špiček (17 301 vs. 1 921), avšak s vyšší mírou falešných pozitiv (~30 %). Profinder redukoval addukty, dimery a in-source fragmenty, což vedlo k nižší míře falešných pozitiv (4 %) a nulové míře falešných negativ při manuální validaci. Workflow Flow postrádal některé dlouhé řady PFCA (C14), čímž vykázal míru falešných negativ 5 %. Iterativní MS/MS zvýšilo pokrytí fragmentací o 14 % a pomohlo odhalit málo sledované PFAS, včetně perfluoropolyeterových kyselin (PFECA).
Přínosy a praktické využití metody
Tento přístup umožňuje komplexní nontarget analýzu PFAS v biologických vzorcích s minimálním objemem materiálu, využitelnou pro monitorování expozice populace (zejména novorozenců). Automatizované workflow zkracuje čas na zpracování dat a snižuje subjektivitu interpretace. Díky iterativnímu IE MS/MS lze rozšířit spektrum identifikovaných PFAS v biologii i životním prostředí.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se integrace dalších open-source nástrojů pro strojové učení k dalšímu zlepšení detekční specifity a snížení falešných pozitiv. Rozvoj databází PFAS fragmentů a standardizace scoringových kritérií posílí reprodukovatelnost analýzy. V budoucnu lze metodiku rozšířit na další matricové karty (moč, sliny) a využít ji ve velkých populačních kohortách pro epidemiologické studie.
Závěr
Použití Agilent 6546 LC/Q-TOF spolu s FluoroMatch Suite přináší robustní platformu pro nešablonovou analýzu PFAS v DBS. Kombinace Profinder + FluoroMatch Modular poskytuje lepší selektivitu a nízkou chybovost, zatímco FluoroMatch Flow nabízí plně integrované open-source prostředí. Obě metody umožňují odhalit známé i nové PFAS v malém množství biologického materiálu.
Reference
- Aro R. et al. Chemosphere 2021, 283, 131200.
- ITRC. Web: Human and Ecological Health Effects of select PFAS.
- Miaz L.T. et al. Environ. Sci. Process Impacts 2020, 22(4), 1071–1083.
- Koelmel J.P. et al. Anal. Bioanal. Chem. 2020, 414(3), 1201–1215.
- Koelmel J.P. et al. Anal. Chem. 2020, 92(16), 11186–11194.
- Koelmel J.P. et al. Exposome 2022, 2(1), osac006.
- Koelmel J.P. et al. Sci. Total Environ. 2023, 883, 163579.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.