VeriSpray PaperSpray Ion Source

Význam tématu

V moderních laboratořích analytické chemie je stále větší tlak na zrychlení a zefektivnění hmotnostní spektrometrie (MS) vzhledem k rostoucímu počtu časově citlivých vzorků, vysokým nákladům na analýzu a nutnosti mít k dispozici kvalifikovaný personál. Tradiční chromatografické metody (LC/GC) sice poskytují vysokou selektivitu, ale zároveň vyžadují složité a zdlouhavé kroky přípravy vzorku, údržbu přístrojů a delší dobu analýzy. Existuje tedy potřeba jednoduchých, rychlých a šetrných postupů, které umožní okamžitý přechod od odběru vzorku k výsledku bez komplikovaných mezikroků.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje kardinální vlastnosti a výhody papírového PaperSpray iontového zdroje VeriSpray ve spojení s moderními triple kvadrupólovými hmotnostními spektrometry Thermo Scientific. Hlavními cíli jsou:

• demonstrace možnosti „dilute and shoot“ přímé ionizace bez chromatografie
• snížení spotřeby rozpouštědel, času přípravy a per-sample nákladů
• ukázka automatizace vysokoprůtokového režimu pro až 240 vzorků
• ověření analytických parametrů (citlivost, linearita, reprodukovatelnost) na modelových příkladech (drogy, metabolity, léčiva)

Použitá metodika a instrumentace

Metoda spočívá ve spotování malého objemu kapalného vzorku na papírový nosič, jeho vysušení a následném nanesení rozpouštědla spolu s aplikací vysokého napětí (spray voltage) pro iniciaci elektrospreje přímo z papíru. Tento přístup eliminuje kroky extrakce, derivatizace a chromatografické separace. Klíčové instrumentální vybavení zahrnuje:

• VeriSpray PaperSpray iontový zdroj
• Termo Scientific triple kvadrupólové hmotnostní spektrometry (TSQ Altis, TSQ Quantis, TSQ Fortis, TSQ Quantiva, TSQ Endura)
• Automatizovaný nakladač desek (plate loader) s kapacitou až deset 24-pozicových plat firmy VeriSpray
• Software Xcalibur (≥4.3 SP1) pro řízení akvizice dat a TraceFinder (≥4.1 SP5) pro vyhodnocení kvality a kvantifikaci

Hlavní výsledky a diskuse

Analytické testy prokázaly, že přímá MS analýza vzorků na papíře trvá méně než dvě minuty na vzorek, přičemž linearita a korelační koeficienty (R2 > 0,99) byly zachovány pro různé třídy látek:

• Drogové analýzy: kvantifikace kokainu v moči v rozmezí 5–2 000 ng/mL
• Metabolity: EDDP v celém krevním vzorku s rozpětím ±20 % při opakujících se injekcích (240 vzorků)
• Antifungální léčiva (vorikonazol, itrakonazol, posakonazol) v plazmě v rozsahu 0,1–10 µg/mL s detekčními limity 0,02–0,04 µg/mL

Systém vykázal stabilní výkon i při vysokém zatížení, minimalizoval potřebu údržby chromatografů a výrazně omezil spotřebu a likvidaci rozpouštědel.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda VeriSpray nabízí následující výhody:

• Zrychlení doby analýzy a zvýšení počtu zpracovaných vzorků bez zvýšených nákladů na personál
• Odstranění složité přípravy vzorku (extrakce, derivatizace) a chromatografických pořadů
• Nižší spotřeba rozpouštědel a ekologičtější provoz („green MS“)
• Jednoduchá integrace do laboratorních informačních systémů díky čtečce čárových kódů a možnostem automatizace
• Vysoká přesnost a reprodukovatelnost výsledků vhodná pro forenzní, klinickou i farmaceutickou praxi

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření aplikace PaperSpray MS v dalších oblastech, jako jsou potravinářské analýzy, environmentální monitoring nebo screening biomarkerů. Dále lze předpokládat:

• Pokročilou miniaturizaci nosičů a spotovacích stanic
• Implementaci umělé inteligence pro automatizovanou interpretaci spekter
• Vzdálené monitorování a řízení instrumentů v rámci konceptu „Connected Lab“
• Další snižování ekologické stopy využitím obnovitelných materiálů papíru

Závěr

VeriSpray PaperSpray iontový zdroj představuje efektivní alternativu k tradiční chromatografii, umožňující přímou, rychlou a šetrnou MS analýzu komplexních vzorků. Díky jednoduchému workflow, nízkým provozním nákladům a vysoké robustnosti nachází uplatnění v různých oblastech analytické chemie a otevírá cestu k dalšímu rozvoji vysokoprůtokových, automatizovaných a ekologicky šetrných metod.