Thermo Scientific Q Exactive Focus Orbitrap LC-MS/MS System

Význam tématu

Hybridní kvadrupól-Orbitrapový systém Q Exactive Focus umožňuje rutinní vysoce selektivní a kvantitativní analýzu malých molekul v komplexních matricích. Díky vysokému rozlišení (70 000 při m/z 200), přesnosti hmotnosti (<1 ppm) a variabilnímu režimu sběru dat poskytuje spolehlivé a citlivé výsledky v oblasti potravinářského a environmentálního testování, forenzní toxikologie, farmaceutického výzkumu i metabolomiky.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentace je popsat konstrukci a výkon systému Q Exactive Focus LC-MS/MS pro rutinní aplikace. Klíčově se zaměřuje na schopnost integrovat kvantitativní a kvalitativní analýzy na jednom přístroji, minimalizovat dobu metodického vývoje a maximalizovat produktivitu laboratoře při zachování vysoké spolehlivosti a dostupnosti.

Použitá instrumentace

• Iontový zdroj s RF čočkou pro zlepšenou citlivost
• Hyperbolický kvadrupól jako hmotnostní filtr pro selektivní průchod prekurzorových iontů
• C-Trap pro zachycení a fokusační akumulaci iontů
• Orbitrapový hmotnostní analyzátor se jmenovitým rozlišením až 70 000 a přesností hmotnosti <1 ppm
• HCD buňka pro kolizní disociační analýzu (MS/MS)

Použitá metodika

• Plnospektrální sběr dat s režimem data-dependent MS/MS (top3 ddMS2)
• Variabilní Data-Independent Acquisition (vDIA) pro kompletní fragmentaci všech prekurzorů
• Rychlé přepínání polarity v režimech MS a MS/MS pro širší detekci sloučenin
• Parallel Reaction Monitoring (PRM) pro cílenou kvantifikaci s vysokou selektivitou
• Workflow pro neznámé screeningy v TraceFinder a SIEVE software pro diferenciální analýzu

Hlavní výsledky a diskuse

Systém prokázal stabilní výkon při 900 injekcích matrice s minimálními odchylkami špičkové intenzity a zachovalou přesností hmotnosti v rozsahu jednotek ppm. Dynamický kvantitativní rozsah dosahuje až šesti dekád s lineární závislostí. Modelové testy veterinárních reziduí ukázaly limity detekce v řádu jednotek až desítek ppt. Forenzní aplikace potvrdily schopnost odhalovat a kvantifikovat opiáty i jejich glukuronidy v moči bez náročné přípravy. Farmaceutické kvantifikace v plazmě vykázaly dosažení LOQ 10 pg/mL (např. paroxetin). V metabolomice byla demonstrována výjimečná stabilita hmotnostní přesnosti (<1 ppm) během kontinuální 12hodinové analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a spolehlivá rutinní kvantifikace cílených i necílených sloučenin
• Snížení metodického vývoje díky plnému spektrálnímu sběru HRAM
• Flexibilní použití ve výzkumu i kvalitativní kontrole v potravinářství, environmentu, forenzní toxikologii a farmaceutické bioanalytice
• Retrospektivní analýza neznámých sloučenin v digitálním archivu dat
• Automatizované zpracování dat v softwaru TraceFinder, SIEVE, Compound Discoverer a ToxFinder

Budoucí trendy a možnosti využití

Predikce dalšího vývoje zahrnují širší implementaci v metabolomice a lipidomice, rozšíření databází HRAM spekter, využití umělé inteligence pro automatizaci analýz a další optimalizaci režimu vDIA. Integrace s cloudovými platformami a big data nástroji umožní rychlejší retrospektivní screening a okamžitou validaci nových sloučenin.

Závěr

Thermo Scientific Q Exactive Focus představuje dostupnou platformu pro rutinní HRAM analýzu s vysokou spolehlivostí a vynikajícími analytickými parametry. Kombinace citlivosti, selektivity a robustnosti podporuje široké spektrum aplikací od potravinových a environmentálních testů po farmaceutický výzkum a forenzní toxikologii.

Reference

• AN 610: Metabolomic Profiling in Drug Discovery (AN64272-EN)
• AN 613: Detection of Stanozolol Glucuronides in Human Sports Drug Testing (AN64248-EN)
• AN 614: Analysis of Veterinary Drug Residues in Meat, Plasma, and Milk (AN64249-EN)
• AN 615: Quantitation of Opiates in Urine for Forensic Use (AN64257-EN)
• AN 617: Analysis of Pesticides Using DDMS2 Approach (AN64284-EN)
• AN 625: Quantification of Steroids in Human Plasma (AN64333-EN)
• Q Exactive Focus Product Specification Sheet (PS64233-EN)