Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceWaters
Význam tématu
Tienilová kyselina (TA) a její 3-thiophenový izomer (TAI) představují farmakologicky významné sloučeniny s rozdílnými mechanismy hepatotoxicity. Vymezení jejich metabolických cest je klíčové pro pochopení jejich toxikologického profilu a pro vývoj bezpečnějších terapeutik. Využití vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie v kombinaci s iontovou mobilitou navíc umožňuje přesnější identifikaci a strukturální charakterizaci metabolitů.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem bylo prokázat schopnost HRMS-IMS detekovat společné i odlišné metabolity TA a TAI v moči potkanů po jednorázové intravenózní dávce. Součástí bylo také ověření shody experimentálně naměřených CCS hodnot s predikcemi z modelu strojového učení pro podporu strukturálních návrhů.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky moči od Sprague-Dawley potkanů po aplikaci 250 mg/kg TA nebo TAI byly odebírány ve 2, 6 a 24 hodinách.
Zpracování:
- Ředění vzorků vodou (poměr 9:1).
Chromatografie:
- UPLC ACQUITY I-Class s kolonkou HSS T3 (1,8 μm).
- Mobilní fáze A: 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě, B: 0,1 % kyselina mravenčí v acetonitrilu.
- Doba běhu 12 minut.
Hmotnostní spektrometrie a iontová mobilita:
- Vion IMS QTof, ionizace ESI+.
- LE kolize 6 eV, HE ramp 35–55 eV.
- Rozsah měření 50–1200 m/z, driftový plyn N2, rychlost vlny 250 m/s, výška rampy 20–55 V.
Hlavní výsledky a diskuse
Byly identifikovány běžné biotransformace obou látek (hydroxylace, konjugace s glycinem, glukuronidace, acetylace). U TAI se navíc objevily unikátní cysteinové konjugáty, svědčící o tvorbě reaktivních meziproduktů. Porovnání experimentálních CCS hodnot s predikcemi z hybridního ML modelu ukázalo vynikající korelaci (průměrná odchylka ~1,74 %), což potvrzuje validitu navržených struktur metabolitů.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda HRMS-IMS s podporou prediktivních CCS hodnot nabízí:
- Rychlou a spolehlivou identifikaci metabolitů v komplexních biologických maticích.
- Silnou podporu strukturálním návrhům díky validaci geometrie iontů v plynném stavu.
- Možnost rozlišit isomerní a reaktivní metabolické produkty.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření strojového učení pro predikci CCS u širší škály xenobiotik a jejich metabolitů. Integrace IMS s DIA režimy a dalšími dimensiony separace může dále zvýšit hloubku metabolomických i toxikologických studií a podpoří vývoj bezpečnějších léčiv.
Závěr
Studie prokázala efektivitu kombinace HRMS a IMS pro detailní charakterizaci metabolitů TA a TAI. Unikátní metabolomy TAI byly identifikovány díky cysteinovým konjugátům a validovány souborem expertních a prediktivních CCS hodnot. Tento přístup rozšiřuje možnosti strukturální klarifikace v toxikologickém výzkumu.
Reference
- Bonierbale E. et al. Chem. Res. Toxicol. 1999;286–296.
- Coen M. et al. Chem. Res. Toxicol. 2012;2412–2422.
- King A. et al. J. Chromatogr. B. 2018;142–148.
- Grant I. Thesis, Computational and Systems Medicine, Imperial College London, 2016.
- Bouwmeester R. ASMS proceedings, 2019.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.