Direct Probe Ionization Mass Spectrometer - Application Notebook

Příručky | 2019 | ShimadzuInstrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Zaměření
Potraviny a zemědělství, Forenzní analýza a toxikologie, Metabolomika, Klinická analýza
Výrobce
Shimadzu

Význam tématu


Vývoj nových ionizačních postupů v hmotnostní spektrometrii umožňuje přímou, rychlou a vysoce citlivou analýzu složitých vzorků bez nutnosti rozsáhlých předúprav. Technologie PESI (Probe Electrospray Ionization) spojuje výhody ESI i MALDI, zatímco přístroj DPiMS-8060 ukazuje potenciál v potravinové bezpečnosti, forenzní chemii, klinické analytice i biologickém výzkumu.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem publikace je představit přístroj DPiMS-8060 se sondou PESI a demonstrovat jeho univerzálnost na osmi aplikacích: rychlé screeningu tetrodotoxinu, detekci pesticidů v zemědělských produktech, analýzu drog v orgánových vzorcích, tříkrokový screening 64 psychoaktivních látek v krvi, kvantifikaci léčiv bez chromatografie, proof-of-concept ex vivo metabolomiky mozku a jater a přímou lokalizaci anthokyaninového pigmentu v květech.

Použitá metodika a instrumentace


  • Ionizační technologie PESI: ultratenká jehlová sonda (tip Ø ≈ 700 nm) pro mikrovzorkování slin, krve, tkání či povrchů rostlin.
  • Mass spectrometer: Shimadzu DPiMS-8060 (PESI+triple quadrupole LCMS-8060), režimy MRM a produkt-ion scan.
  • Přímé vzorkování: povrchové punkční odebírání bez extrakce či chromatografie, kapky mokrého nosiče (50 % EtOH s amoniakálním pufrem) pro iniciaci dropletového proudu.
  • Minimální objem: analýza až v rozsahu attogramů na sondu, doba měření 0,2–3,2 min na vzorek.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Screening tetrodotoxinu (TTX): detekční limit 0,47 ng/mL, kvantifikační dolní limit 1,57 ng/mL; přímá analýza z tkání pufferfish bez předúprav.
  • Detekce pesticidů: MRM metodika pro 74 látek, schopnost detekce 57 sloučenin do 1 ppb, lineární kalibrace pro 36 z nich; spike recoveries 60–120 % u 14 pesticidů z okurky.
  • Forenzní analýza drog v orgánech: MT-45 potvrzen v mozku, plicích, játrech, srovnatelné výsledky s LC-MS/MS, 97,5 % zkrácení doby analýzy (0,5 min vs 20 min).
  • 3krokový screening drog v krvi: panel 64 psychoaktivních látek stanoveno během 3,2 min bez komplexní předúpravy.
  • Point-of-care kvantifikace: everolimus a abirateron v plazmě (lineární rozsahy 3–100 a 2–400 ng/mL, RSD do ~20 %), měření do 10 min včetně přípravy.
  • Ex vivo metabolomika mozku a jater: separace model vs kontrola (CCl4-indukovaná hepatotoxicita, AM-2201 v mozku), identifikováno významné změny glutamátu, sukcinátu, taurinu apod.; lokální profilování v rámci tkáně.
  • Přímá lokalizace anthokyaninu v petuniích: pigment (cyanidin-3-glucoside) v červených částech, neprůkazný ve bílých, potvrzení produkt-ion skenem během 0,2 min.

Přínosy a praktické využití metody


  • Výrazné zkrácení doby analýzy (řádově minuty namísto desítek minut) a minimalizace pracovních kroků.
  • Schopnost přímé měření v biologických a potravinových matricích bez chromatografie.
  • Vysoká citlivost, nízké množství spotřebovaného vzorku a neutralita vůči kontaminaci systému.
  • Možnost analýzy živých či ex vivo vzorků, inter- a intra-tkání distribuce látek.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozvoj point-of-care diagnostiky v klinické praxi a forenzní toxikologii.
  • Použití v zemědělských a potravinářských laboratořích pro rychlý screening reziduí a přídatných látek přímo ve vzorcích.
  • Sledování metabolických změn v živých tkáních, real-time biochemické studie a farmakokinetika.
  • Integrace s vysokoprocesorovým zpracováním dat pro screening širokých panelů analyty.

Závěr


DPiMS-8060 s technologií PESI představuje nový přístup k rychlé a přímé analýze širokého spektra sloučenin v různých matricích. Spojení vysoké citlivosti, minimální předúpravy a krátkých dob měření otevírá cestu k aplikacím od potravinové kontroly až po klinickou a forenzní diagnostiku.

Reference


  • Hiraoka K. et al. Development of probe electrospray using a solid needle. Rapid Commun. Mass Spectrom. 21(18):3139–3144, 2007.
  • Murata T. et al. Rapid analysis of drugs in forensic specimens using the DPiMS-8060. Drug Test Anal. 10(7):1033–1038, 2018.
  • Zaitsu K. et al. Direct electrospray ionization of tissue samples using PESI for ex vivo metabolomics. Anal. Chem. 88(7):3556–3561, 2016.
  • Zaitsu K. et al. Ambient metabolome profiling of fresh liver tissue by PESI-MS/MS. Anal. Chem. 90(8):4695–4701, 2018.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Shimadzu Kit for Direct Probe Ionization Mass Spectrometer - DPiMS-8060
Direct Rapid Analysis of Tetrodotoxin Contained in Fugu Using DPiMS™-8060
Direct Rapid Analysis of Tetrodotoxin Contained in Fugu Using DPiMS-8060
Establishment of a Method for Direct Analysis of the Mouse Brain Metabolome Using the DPiMS-8060