LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF, LC/HRMS, Iontová mobilita
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceBruker
Význam tématu
Metabolická identifikace (MetID) je klíčová pro hodnocení bezpečnosti a účinnosti léčiv. Moderní LC-TIMS-MS přístroje umožňují čtyřrozměrné (4D) rozlišení látek podle hmotnosti, retenčního času, iontové mobility a kolizní cross-section (CCS). Přesné zachycení jak očekávaných, tak neočekávaných biotransformačních produktů je podmínkou pro komplexní farmakologické a toxikologické studie.
Cíle a přehled studie / článku
Autoři představují novou datově řízenou akviziční strategii nazvanou prio-PASEF (Parallel Accumulation Serial Fragmentation), která umožňuje:
- prioritizovat selekci předvídaných metabolitů (targeted MetID),
- využít zbývající akviziční čas pro netargetované DDA (data dependent acquisition),
- využít iontovou mobilitu pro čistší MS2 spektra a měření CCS.
Studie využívá oxidaci a konjugaci testosteronu v lidských hepatocytech pro demonstraci výkonu prio-PASEF oproti standardnímu dda-PASEF.
Použitá metodika a instrumentace
Experimenti probíhaly na systému timsTOF pro LC-TIMS-MS s následující konfigurací:
- Chromatografie: LC s běžnými metodami pro nepolární steroidy.
- Iontová mobilita: TIMS modul pro 4D měření (m/z, čas, mobilita, CCS).
- Akviziční režimy: prio-PASEF skrze APIo skript v timsControlu a standardní dda-PASEF.
- Software pro analýzu: MetaboScape 2025 pro 4D feature finding, spektrální knihovny a kvantifikaci.
- Vzorky: Kryokonzervované lidské hepatocyty s osmi časovými body inkubace a třemi biologickými replikáty.
Hlavní výsledky a diskuse
1. Selektivita a citlivost
- prio-PASEF upřednostnilo nízkokoncentrované produkty (testosteron-glukuronid) a získalo kvalitní MS2 spektrum i při minimálních intenzitách.
- Standardní dda-PASEF chyběl apex fragmentace u cílových látek s nízkou hořlavostí.
2. Pokrytí netargetovaných látek
- V netargetovaném režimu bylo identifikováno přes 480 4D feature, z nichž 310 unikátních doprovázelo kvalitní MS2 spektrum.
- Iontová mobilita podpořila separaci souběžně elujících izomerů.
3. Kvalita dat
- Čistota spekter a měření CCS umožnilo zvýšení důvěryhodnosti přiřazení a snížení nesprávných anotací.
Přínosy a praktické využití metody
prio-PASEF spojuje cílenou a netargetovanou analýzu v jednom běhu, což vede k:
- Zvýšené efektivitě laboratoře – méně nahrávání metody a delší využití dat.
- Lepší detekci nízkoabundantních metabolitů bez ztráty netargetovaných komponent.
- Vyšší důvěryhodnosti díky 4D analýze (m/z, čas, mobilita, CCS).
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávaný rozvoj zahrnuje:
- Automatizované vytváření prioritních seznamů pomocí strojového učení.
- Integrované spektrální a CCS databáze pro okamžitou identifikaci.
- Rozšíření na další matrice (plazma, močí, rostlinné extrakty).
- Kompatibilitu s vysoce propustnými (high-throughput) platformami a online bioreaktory.
Závěr
prio-PASEF představuje inovativní metID workflow, které zvyšuje citlivost na nízké koncentrace cílových metabolitů a zároveň udržuje široké pokrytí netargetovaných látek. Využitím iontové mobility a měření CCS se zlepšuje kvalita MS2 dat a spolehlivost identifikace, což výrazně přispívá ke komplexnímu zhodnocení biotransformačních procesů.
Reference
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.