Cyclic IMS Instrumentation Enables Innovative Lipidomics Research in Australia

Ostatní | 2024 | WatersInstrumentace
Iontová mobilita, LC/MS, LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/TOF
Zaměření
Lipidomika
Výrobce
Waters

Význam tématu


Analytická charakterizace lipidů a dalších molekul je klíčová pro pochopení biologických procesů i výzkum materiálů. Ion mobility spektrometrie (IMS) umožňuje oddělení izomerů na základě jejich tvaru a poskytuje strukturovou informaci doplňující hmotnostní spektrometrii. Inovativní implementace techniky ozonové disociace (OzID) a cyklického IMS přináší zásadní posun v oblasti lipidomiky a supramolekulární chemie.

Cíle a přehled studie / článku


Studie dokumentuje zavedení technologie SELECT SERIES Cyclic IMS na Queensland University of Technology (QUT), rozšíření stávající techniky OzID na instrumentech Waters SYNAPT G2-Si a rozvoj infrastruktury Central Analytical Research Facility (CARF) pro sdílené využití IMS v Austrálii. Cílem bylo prokázat silnou separační schopnost pro lipidové izomery a aplikovat IMS i na koordinační komplexy a polymery.

Použitá instrumentace


Využitá instrumentace:
  • Waters SYNAPT G2-Si modifikovaný pro OzID
  • Waters SELECT SERIES Cyclic IMS
  • DESI XS pro IMS imaging
  • Waters SYNAPT G2-S (použitý, plánovaná modifikace pro fotodisociaci)

Metodika zahrnovala kombinaci Ultra-High Performance Liquid Chromatography (UPLC), OzID pro lokalizaci dvojné vazby v lipidech, vysokorozlišovací cyklickou ion mobility a běžné techniky CID, ECD a SID.

Hlavní výsledky a diskuse


Výsledky ukázaly, že SELECT SERIES Cyclic IMS významně zvyšuje rozlišení izomerů lipidů (rozlišení >60 000 FWHM v TOF), umožňuje detailně mapovat pozice dvojných vazeb a rozlišovat biologicky relevantní izomery. V supramolekulární chemii byl prokázán rozptyl diastereomerů koordinačních klecí na základě rozdílů v jejich kolizních průřezech (CCS). DESI XS v kombinaci s cyklickým IMS poskytuje rychlé a reprodukovatelné obrazové mapy distribuce izomerů v tkáňových řezech.

Přínosy a praktické využití metody


  • Pokročilá lipidomika: odhalení izomerů s odlišnou biologickou aktivitou
  • Rychlé IMS imaging pro farmaceutické a biomedicínské aplikace
  • Analýza koordinačních komplexů a polymerů pro materiálové vědy
  • Univerzitní infrastruktura s otevřeným přístupem pro široké spektrum uživatelů

Budoucí trendy a možnosti využití


Tým plánuje modifikaci druhého SYNAPT G2-S pro fotodisociaci, další optimalizaci OzID a rozšíření IMS aplikací na komplexní biologické systémy. Rozvoj kombinovaných technik IMS–MS a IMS imaging nabídne nové možnosti ve výzkumu metabolomiky, proteomiky a materiálových vědách.

Závěr


Implementace SELECT SERIES Cyclic IMS a pokročilých metod OzID na QUT představuje významný krok v analytické chemii. Rozšíření infrastruktury CARF posiluje výzkumné kapacity Austrálie a podporuje multidisciplinární projekty s potenciálem zásadních objevů v biologii i materiálových vědách.

Reference


  1. Poad BLJ, Green MR, Kirk JM, Tomczyk N, Mitchell TW, Blanksby SJ. High-Pressure Ozone-Induced Dissociation for Lipid Structure Elucidation on Fast Chromatographic Timescales. Anal Chem. 2017;89(7):4223–4229.
  2. Pham HT, Maccarone AT, Campbell JL, Mitchell TW, Blanksby SJ. Ozone-induced dissociation of conjugated lipids reveals significant reaction rate enhancements and characteristic odd-electron product ions. J Am Soc Mass Spectrom. 2013;24(2):286–296.
  3. Menzel JP, Reuben SEJ, Benfield AH, Scott J, Butler LM, Henriques ST, Poad BLJ, Blanksby SJ. Ozone-enabled fatty acid discovery reveals unexpected diversity in the human lipidome. Nat Commun. 2023;14:3940.
  4. Pfrunder MC, Marshall DL, Poad BLJ, Fulloon TM, Clegg JK, Blanksby SJ, McMurtrie JC, Mullen KM. Diastereomer Resolution of M4L6 Coordination Cages by Ultra-High-Resolution Ion-Mobility Mass Spectrometry. Angew Chem Int Ed. 2023.
  5. Do PT, Poad BLJ, Frisch H. Programming Photodegradability into Vinylic Polymers via Radical Ring-Opening Polymerization. Angew Chem Int Ed. 2023;62:e202213511.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

IMS and APGC Advance the Discovery of Emerging Environmental Pollutants
Elucidating the Fine Structure of Fructan Isomers in Agave using Cyclic Ion Mobility Mass Spectrometry
Use of Predicted Versus Measured CCS Values from Different Instrument Platforms, and Isomer Separation on the SELECT SERIES Cyclic IMS
Cyclic Ion Mobility Resolves Biologically Relevant, Isomeric Endogenous Metabolites