LCMS Unknown Identifications Using MSMS Libraries Part III: More Detailed Discussion of MSMS Hybrid Search

Význam tématu

Hybridní MS/MS vyhledávání představuje pokročilou metodu pro identifikaci neznámých sloučenin v hmotové spektrometrii kombinací fragmentních iontů a neutrálních ztrát. Tato technika rozšiřuje možnosti konvenčních knihovních vyhledávání tím, že dokáže odhalit příbuzné struktury i v případě chemických modifikací, což je klíčové pro identifikaci nečekaných nebo nových analytů v aplikacích farmacie, životního prostředí či potravinářství.

Cíle a přehled studie / článku

Studie prezentovaná Jamesem Littlem podrobně rozebírá hybridní algoritmus v rámci NIST MS/MS vyhledávání. Cílem je objasnit princip kombinace standardního „head-to-tail“ porovnání spekter s neutrálními ztrátami a demonstrovat praktický přínos metody na reálných příkladech neznámých spekter. Důraz je kladen na nastavení parametrů, interpretaci výsledků a využití hybridního skóre (DotProduct).

Použitá metodika a instrumentace

Popis metody:

• Hybridní vyhledávání kombinuje porovnání fragmentních iontů a neutrálních ztrát mezi dotazovaným spektrem a knihovními záznamy.
• Umožňuje přesné vyhledávání příbuzných sloučenin na základě ΔMass (rozdíl mezi vzorkem a referencí).

Instrumentace a software:

• Hmotové spektrometry LC-MS/MS napojené do firemní sítě (>50 přístrojů po celém světě).
• Software NIST MS Search a MS Interpreter (včetně manuálů a nápověd).
• MS/MS knihovny NIST 17 a NIST 20, uživatelské knihovny (~500 spekter).

Hlavní výsledky a diskuse

Hybridní vyhledávání v praxi:

• Vysoké skóre DotProduct (např. 953) ukazuje na kvalitní shodu i při molekulární modifikaci, např. náhrada vodíku chloridem (ΔMass ≈33,961).
• DeltaMass tabulka pokrývá časté substrukturální modifikace (halogeny, methylace, nitrogenní pravidlo).
• Vizualizace výsledků v režimu head-to-tail i neutrálních ztrát usnadňuje rychlou orientaci.

Optimalizace parametrů:

• Nastavení tolerance m/z pro prekurzor i fragmenty (low vs. high resolution).
• Výběr knihoven, filtrování duplicitních záznamů a úprava zobrazených sloupců (DotProd, Rev-Dot).

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňuje identifikovat neznámé sloučeniny, které chybí v běžných knihovnách.
• Podporuje návrh fragmentačních mechanismů a ověřování modifikací.
• Vhodné pro QA/QC, forenzní analýzy, metabolomiku a environmentální monitoring.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace přesné hmotnosti pro automatické rozlišení isobarických modifikací.
• Rozšíření DeltaMass tabulky a automatizace vyhodnocení neutrálních ztrát.
• Použití hybridního přístupu v proteomice a neznámých metabolitech (untargeted metabolomics).
• Vytváření a sdílení rozsáhlých uživatelských knihoven pro specifické aplikace.

Závěr

Hybridní MS/MS vyhledávání představuje efektivní způsob, jak zlepšit identifikaci neznámých sloučenin tím, že kombinuje fragmentární a neutrální ztrátové informace. Metoda vyžaduje pečlivé nastavení parametrů a kvalitní knihovní zázemí, ale poskytuje významné výhody ve formě rozšířené detekce příbuzných struktur.

Reference

• James Little: LCMS Unknown Identifications Using MSMS Libraries, Part III (2020).
• NIST MS Search Software Manual a Quick-Start Guide.
• Publikace o hybridním vyhledávání: Wiley, proteomické a metabolomické aplikace.
• DeltaMass tabulka z vyhodnocení >20 000 EI hybrid search spekter.