Automatic detection and grouping of MS1 fragmentation in LC-MS data

Význam tématu

V LC-MS analýze nechtěné fragmenty vznikající již na úrovni MS1 zvyšují složitost dat, vedou k falešným pozitivům a znesnadňují správnou identifikaci chemických látek. Automatická detekce a seskupení těchto fragmentů do originálních molekul usnadňuje interpretaci výsledků a zvyšuje spolehlivost neřízených (untargeted) přístupů.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na optimalizaci akvizičních podmínek pro automatickou detekci a seskupení MS1 fragmentů v neřízené detekci komponent. Porovnány byly standardní krokové HCD podmínky (30, 50, 80 % NCE) s modifikovaným režimem obsahujícím nízkou energii (10, 50, 80 % NCE) s cílem zlepšit odhalení fragmentů vznikajících při nižší kolizní energii.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byl použit modelový extrakt z listů jitrocele kopinatého (Plantago lanceolata) připravený rozpouštědly vody a methanolu. Měření proběhlo na systému Thermo Scientific Vanquish Horizon UHPLC spojeném s Orbitrap ID-X Tribridovým hmotnostním spektrometrem. Separace byla zajištěna kolonkou Accucore phenyl-hexyl (100 × 2,1 mm, 2,6 µm) s mobilními fázemi A (voda + 0,1 % kyseliny mravenčí) a B (ACN:MeOH 47,5:47,5 + 10 mM amonného formiátu + 0,1 % kyseliny mravenčí). Data zpracovávala platforma Compound Discoverer 3.4 s volbou detekce potenciálních MS1 fragmentů za použití interních i online spektrálních knihoven (mzCloud™).

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace krokového HCD skenu pro přidání nízké energie vedla ke zvýšení detekce a seskupení MS1 fragmentů o 55 % v pozitivním a o 16 % v negativním režimu oproti standardním 30 / 50 / 80 % NCE. Objevily se fragmenty v MS2 spektru, které nebyly zaznamenány při vyšších energiích, např. fragment m/z 388,3203 asociovaný s chromatografickou stopou m/z 535,4825. Vliv na úspěšnost knihovních identifikací zůstal minimální – celkový počet úspěšných hitů nad skóre 60 byl stejný a nad skóre 80 byl mírně vyšší při nízké energii.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné snížení složitosti dat odstraněním falešných signálů.
• Vyšší citlivost a selektivita detekce fragmentů vznikajících při nižší kolizní energii.
• Možnost odhalit komponenty, které by standardní podmínky opomněly.
• Zachování nebo mírné zlepšení úspěšnosti knihovních identifikací.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Oddělené akviziční injekce nízkoenergetických MS2 dat pro minimalizaci kompromisů.
• Rozšíření metodiky na různé biologické a environmentální vzorky.
• Integrace s pokročilými algoritmy strojového učení pro automatickou klasifikaci fragmentů.

Závěr

Zařazení nízkoenergetického kroku do krokového HCD skenu významně zvyšuje detekci a seskupení MS1 fragmentů bez nežádoucího dopadu na úspěšnost identifikací z knihoven. Navržený přístup zjednodušuje neřízenou analýzu komplexních vzorků a doporučuje se pro rutinní i výzkumné workflow v LC-MS laboratořích.

Reference

Z dostupných materiálů nebyla v textu uvedena samostatná literatura pro citování.