Enhancing Analysis Specificity and Deconvolution of Natural Products Using a Positive Mode, Ion Mobility Mass Spectrometry Library

Význam tématu

Ion mobility mass spectrometry (IM-MS) přidává třetí dimenzi separace a zvyšuje specifitu a spolehlivost analýzy komplexních směsí přirozených produktů. Cumulativní měření retenčního času, driftového času (CCS) a fragmentačních dat pomáhá minimalizovat falešné detekce a umožňuje přesné rozlišení izomerů. IM-MS je stále častěji využívána v farmaceutické, potravinářské i přírodní analytice.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vytvoření a ověření pozitivně režimové knižnice přirozených produktů s využitím vícemetrických dat: přesná hmotnost prekurzorů a fragmentů, retenční čas a CCS. Validace proběhla na extraktu zeleného čaje, včetně fortifikace standardy, a testovala se robustnost metody i schopnost odlišit izomery.

Použitá metodika a instrumentace

Ultrarychlá kapalinová chromatografie UPLC na kolóně BEH C18 (2.1×100 mm, 1.7 µm), gradientní eluce 0.1 % HCOOH/H2O – 0.1 % HCOOH/ACN. Detekce pomocí SYNAPT G2-Si s ESI+ režimem a vysokým i nízkým energiím fragmentace (4 eV a 30–75 eV). Ion mobility separace s T-Wave parametry (1000→300 m/s, výška pulzu 40 V, plyn He/N2), kalibrace CCS standardní sadou, zpracování dat v MassLynx a UNIFI.

Hlavní výsledky a diskuse

• V extraktu zeleného čaje identifikováno přes 13 látek (flavonové glykosidy, flavanoly, alkaloidy) s hmotnostní přesností <3.2 ppm a odchylkou CCS <1 %. Fragmentační spektra a retenční i driftové časy orientace umožnily jednoznačné přiřazení.
• Fortifikace standardy potvrdila schopnost rozlišit 6-C/8-C glykosidy izomerní páry (homoorientin/orientin, isovitexin/vitexin) s rozdílem CCS ~0.5 %, i při retenčním rozdílu pouze 0.05 min.
• Desítka izomerů m/z 433.1128 byla rozlišena v rámci 0.4 min okna, což ukazuje schopnost dekonvoluce skrytých komplexů.
• Příklad rutin-sodné addukty a dvou konformerů demonstroval jedinečný CCS otisk.

Přínosy a praktické využití metody

IM-MS knihovna s vícemetrickými daty umožňuje:

• Vyšší specifitu identifikace komplexních přírodních vzorků.
• Snížení falešně pozitivních detekcí při méně přísných tolerancích.
• Rychlou analýzu metodologických variant bez nutnosti nové knihovny díky CCS-založenému screeningu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření knihoven o další třídy přírodních produktů a aduktů.
• Integrace s vysoce propustným screeningem a nativními MS metodami se zaměřením na conformery a protomery.
• Využití CCS jako standardizovaného parametru v regulačních postupech a QA/QC.

Závěr

Vyvinutá pozitivně režimová IM-MS knihovna přirozených produktů prokázala vysokou robustnost a specifitu v analýze zeleného čaje. Kombinace retenčního času, přesné hmotnosti, fragmentace a CCS umožňuje důvěryhodné určování složitých směsí a izomerů v jednom běhu.

Reference

1. McCullagh M. et al. Rapid Commun. Mass Spectrom. 33(S2), 1–15, 2019
2. Pringle S.D. et al. Int. J. Mass Spectrom. 26, 1–12, 2014
3. Giles K. et al. Rapid Commun. Mass Spectrom. 18, 2401, 2004