Effect of Accurate Mass MS Data Acquisition Rate on Data Quality in Metabolic Phenotyping Studies

Význam tématu

V metabolickém fenotypování biologických vzorků hraje klíčovou roli rychlost akvizice hmotnostně spektrometrických dat. Optimální počet datových bodů přes chromatografický píček zajišťuje správnou kvantifikaci a identifikaci metabolitů, což je zásadní pro studie zahrnující stovky až tisíce vzorků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyhodnotit vliv rychlosti snímání spekter na kvalitu LC-MS dat v analýze biologických tekutin při metabolickém fenotypování. Autoři porovnali rozdílné doby akvizice na FTMS a QTof platformách a sledovali změny v chromatografickém a hmotnostním rozlišení.

Použitá metodika a instrumentace

Byla použita chromatografie UPLC na kolonce Waters HSS T3 (2,1×150 mm, 40 °C, gradient 0–55 % acetonitril/0,1 % kyseliny, průtok 600 µl/min) a mass spektrometr Xevo G2-XS QTof s pozitivní ESI ionizací. Testovány byly akviziční doby od 0,0036 s do 1,0 s. Výsledky byly vyhodnoceny z hlediska šířky a rozlišení chromatografických piků a hmotnostního rozlišení spekter.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza ukázala, že při akviziční době nad 0,05 s dochází k postupnému poklesu pozorovaného chromatografického rozlišení a při časech nad 0,5 s se rozlišení výrazně zhorší. Rychlé snímání (50–100 ms) zabezpečí 8–10 datových bodů pro píky široké 1–3 s, což je nezbytné pro přesnou kvantifikaci a odlišení úzce elujících metabolitů. Zatímco FTMS se zrychlením skenování ztrácí rozlišení, TOF detektor v QTof udržuje vysokou hmotnostní přesnost nezávisle na rychlosti.

Přínosy a praktické využití metody

• Zachování detailu chromatografického rozlišení při vysoké propustnosti vzorků.
• Možnost analýzy rozsáhlých biologických kohort v režimu vysokého throughputu.
• Spolehlivé rozlišení isobarických a úzce elujících metabolitů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další zkracování doby analýzy s udržením kvality dat.
• Integrace s automatizovanými a strojově učícími se platformami pro analýzu velkých souborů dat.
• Vývoj rychlejších detektorů a softwarových nástrojů pro real-time monitoring kvality spekter.

Závěr

Rychlost akvizice MS dat je zásadní pro dosažení vysokého chromatografického a hmotnostního rozlišení v metabolickém fenotypování. Výsledky potvrzují, že Xevo G2-XS QTof dokáže zajistit potřebnou rychlost snímání bez kompromisů v kvalitě dat, což umožňuje efektivní analýzu velkých kohort biologických vzorků.

Reference

1. Wong R.L., Xin B., Olah T. Optimization of Exactive Orbitrap™ acquisition parameters for quantitative bioanalysis. Bioanalysis. 2011, 3(8):863–71.
2. Gika H.G., Theodoridis G.A., Plumb R.S., Wilson I.D. Current practice of liquid chromatography-mass spectrometry in metabolomics and metabonomics. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2014;87:12–25.
3. Plumb R.S., Rainville P., Smith B.W., Johnson K.A., Castro-Perez J., Wilson I.D., Nicholson J.K. Generation of ultrahigh peak capacity LC separations via elevated temperatures and high linear mobile-phase velocities. Analytical Chemistry. 2006;78(20):7278–83.