ION MOBILITY-ENABLED METABOLITE IDENTIFICATION OF TIENILIC ACID AND TIENILIC ACID ISOMER

Význam tématu

Ion mobility separace spojená s vysokým rozlišením hmotnostní spektrometrie hraje klíčovou roli v identifikaci a strukturálním potvrzení metabolitů, zejména u sloučenin s halogeny jako tienolidová kyselina a její isomer, které se liší mechanismy hepatotoxicity.

Cíle a přehled studie / článku

• Analyzovat metabolické dráhy tienolidové kyseliny (TA) a jejího isomeru (TAI) v moči potkanů po dávkách ve 2, 6 a 24 hodinách.
• Využít kombinaci LC-HRMS a ion mobility separation pro identifikaci a kvantifikaci metabolitů.
• Srovnat experimentálně získané hodnoty collision cross section (CCS) s predikcemi z ML modelů SVR a hybridního gradient boosting modelu.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatografie: ACQUITY UPLC I-Class s kolonnou HSS T3 1.8 µm, gradient 0.1% kyselina mravenčí ve vodě a acetonitrilu.
• MS: Vion IMS QTof, ESI+, LE 6 eV, HE ramp 35–55 eV, rozsah 50–1200 m/z, proud N2 jako drift plyn.
• Data processing: UNIFI Scientific Information System, WebMetabase, CCS predikční modely (SVR a hybrid).

Hlavní výsledky a diskuse

• Identifikováno několik klíčových metabolitů včetně hydroxylace, O-dealkylace, acetylace, glukuronidace, konjugací s glycinem a unikátní cysteinové konjugace u TAI.
• Halogenové izotopové vzory a charakteristické fragmenty usnadnily lokalizaci modifikací na molekulách.
• Experimentální CCS hodnoty ukázaly silnou korelaci s predikcemi, kde hybridní model dosáhl R2≈0.96 oproti SVR modelu.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšená jistota v strukturálním potvrzení metabolitů díky kombinaci IMS a MS/MS.
• Rychlejší a cílenější identifikace metabolitů pro toxikologický výzkum a vývoj léčiv.
• Možnost aplikace v QA/QC laboratořích pro sledování metabolitů i stopových látek.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další zdokonalování ML modelů pro přesnější CCS predikci a strukturální návrh.
• Integrace IMS s datově nezávislou akvizicí (DIA) pro komplexnější profilaci metabolitů.
• Rozšíření na lidské klinické vzorky a farmakokinetické studie.

Závěr

Ion mobility HRMS se osvědčila jako efektivní přístup pro detailní charakterizaci a potvrzení struktur metabolitů tienolidové kyseliny a jejího isomeru. Hybridní model CCS zvyšuje důvěru v identifikaci, což přispívá k rychlejší validaci metabolických profilů v toxikologii.

Reference

1. Bonierbale E. et al. Chem Res Toxicol 1999, 286–296.
2. Coen M. et al. Chem Res Toxicol 2012, 2412–2422.
3. King A. et al. J Chrom B 2018, 142–148.
4. Grant I. Thesis, Imperial College London, 2016.
5. Zhou Z. et al. J CBPA 2018, 34–41.