Iontová mobilita, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceBruker
Význam tématu
PFAS (per- a polyfluoroalkylové látky) představují skupinu extrémně stabilních a přetrvávajících environmentálních kontaminantů, jejichž sledování a identifikace je pro praxi klíčová. Moderní hyphenované techniky hromadí vysoké objemy spektrometrických dat, a proto je nezbytné využít flexibilní nástroje pro cílené i necílené vyhledávání motivů v datech. MassQL umožňuje formalizované dotazování na frakce dat po předzpracování a usnadňuje objev nových kandidátních molekul.Cíle a přehled studie
Cílem předloženého workflow je interaktivně navrhovat, ověřovat a sdílet MassQL dotazy nad již zpracovanými daty získanými neřízeným (untargeted) přístupem pomocí LC-TIMS-PASEF. Workflow zahrnuje:- úvodní zpracování surových dat a generování tabulky funkcí
- derplikaci známých PFAS a identifikaci charakteristických fragmentů a ztrát
- formulaci pravidel do MassQL dotazu a jeho aplikaci na celou sadu dat
- další stupně anotace pomocí výpočtu sumárních vzorců, in silico fragmentace a předpovědi CCS
Použitá metodika a instrumentace
- Chromatografie: Elute UHPLC s Intensity Solo kolonkou, gradient H2O/MeOH/5 mM NH4OAc
- Spektrometrie: Bruker timsTOF Pro s VIP-HESI, PASEF v negativním módu, rozsah m/z 30–1000, iontová mobilita 0,5–1,3 V/cm2
- Kalibrace: směs 10 mM Na-formiátu a ESI Tune Mix
- Software: MetaboScape 2023b s T-ReX® 4D pro detekci funkcí, MassQL integrované filtrování, SmartFormula, Compound Crawler, MetFrag a CCS-Predict Pro
Hlavní výsledky a diskuse
Výchozí neřízené zpracování vedlo k současnému souboru 975 funkcí, z nichž bylo pomocí seznamu 70 známých PFAS úspěšně anotováno 69 funkcí (48 unikátních struktur). Interaktivní průzkum odhalil charakteristické fragmenty C2F5–, C3F7– a C4F9– a odpovídající rozsahy iontové mobility. Na základě těchto pravidel byl vytvořen MassQL dotaz, jenž odfiltroval sedm kandidátních funkcí, z nichž dvě dosud nebyly v literatuře popsány. Validace pomocí MetFrag (in silico fragmentace) a CCS-Predict Pro potvrdila koherenci spektrometrických a mobilitních parametrů.Přínosy a praktické využití metody
- Umožňuje rychlý návrh a sdílení komplexních dotazů pro sekundární analýzu dat
- Integrace interaktivního prohlížení a filtrování usnadňuje objev nečekaných souvislostí
- Propojení s nástroji pro výpočet sumárních vzorců a předpověď CCS zvyšuje důvěryhodnost anotací
- Workflow je obecně aplikovatelný na další třídy organických sloučenin
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření MassQL knihoven o nové motivy fragmentů a neutralních ztrát
- Automatizace extrakce pravidel za pomoci strojového učení
- Spolupráce v komunitě a sdílení předdefinovaných dotazů přes online repozitáře
- Integrace dalších výpočetních modulů pro strukturální předpověď a kvantitativní odhad
Závěr
Popsané workflow demonstruje, že MassQL dotazy navržené a validované na již zpracovaných datech významně zrychlují objev nových kandidátů v untargeted analýzách. Kompletní integrace v MetaboScape 2023b poskytuje uživatelsky přívětivé prostředí pro návrh, testování a sdílení pokročilých dotazů.Použitá instrumentace
- LC: Elute UHPLC, kolona Intensity Solo
- MS: Bruker timsTOF Pro s VIP-HESI, PASEF
- Software: MetaboScape 2023b (T-ReX® 4D, MassQL, SmartFormula, Compound Crawler), MetFrag, CCS-Predict Pro
Reference
- Jarmusch A. K., et al. A Universal Language for Finding Mass Spectrometry Data Patterns. 2022.
- Ruttkies C., et al. MetFrag relaunched: incorporating strategies beyond in silico fragmentation. Journal of Cheminformatics. 2016;8(1):1–16.
- Kind T., Fiehn O. Seven Golden Rules for heuristic filtering of molecular formulas obtained by accurate mass spectrometry. BMC Bioinformatics. 2007;8(1):1–20.
- ChemSpider. www.chemspider.com
- PubChem. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- ChEBI. www.ebi.ac.uk/chebi/
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.