LC/MS Unknown Identifications Using MSMS Libraries Part V: NIST Structure Searches

Význam tématu

Identifikace neznámých sloučenin pomocí LC–MS/MS je klíčová v mnoha odvětvích analytické chemie, včetně farmacie, environmentální analýzy či průmyslové kontroly kvality. Efektivní využití MS/MS knihoven a strukturálních vyhledávacích algoritmů usnadňuje rychlou a spolehlivou strukturovou elucidaci, minimalizuje potřebu časově náročných kroků a zvyšuje jistotu v závěrech.

Cíle a přehled studie

Článek Part V z pětidílné série popisuje využití NIST Structure Search v softwaru NIST MSMS Search pro:

• nastavení kritických parametrů pro podobnostní a přesné strukturální vyhledávání,
• import struktur z externích kreslících programů,
• provedení a vyhodnocení hledání podobných i shodných struktur v knihovnách,
• porovnání výsledných spekter v porovnávacím okně a obousměrný přenos struktur mezi NIST a kreslícím softwarem.

Použitá metodika a instrumentace

Práce využívá:

• LC–MS/MS systému připojeného k databázím NIST MS/MS knihoven,
• softwarových modulů Spectrum Search (pro InChIKey) a Structure Search (pro podobnostní hledání),
• externího kreslícího programu ChemSketch pro přípravu a úpravu struktur v molekulární formě,
• funkcí hybridního MS/MS vyhledávání zobrazujících DeltaMass pro odlišení izotopů a vyšších řádů fragmentace,
• porovnávacího (Compare) okna v NIST Search pro simultánní vizuální vyhodnocení vícenásobných spekter.

Hlavní výsledky a diskuse

Kritickým krokem je správná volba sad knihoven pro oba typy hledání. Pro hledání podobných struktur se v kartě Libraries aktivuje Structure Search a přidají se relevantní knihovny. Pro vyhledání přesných struktur se obdobně aktivuje Spectrum Search a zvolí se vyhledávání dle InChIKey. Doporučuje se vyřadit filtraci („Enable Filtering“ a „Best Matching Only“) pro plný výstup a teprve poté cílit na nejrelevantnější výsledky. Import struktury se provádí z ChemSketch pomocí výběru a schránky Windows. Po vložení se spustí Structure Search a výsledky se prohlížejí seřazené podle podobnosti či DeltaMass. Návazně lze struktury zpětně přenést do kreslícího programu pro úpravy. Využití okna Compare umožňuje rychlé simultánní porovnání shodných a podobných spekter.

Přínosy a praktické využití metody

Implementovaná workflow výrazně urychluje identifikaci neznámých látek:

• snižuje opakované ruční kroky a chyby při převodu formátů,
• umožňuje snadné přepínání mezi podobnostním a přesným vyhledáváním,
• zajišťuje konzistentní výsledky díky využití DeltaMass a InChIKey,
• zesiluje kapacitu laboratoře pro rutinní aj. výzkumné úlohy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se:

• rozšíření pokrytí MS/MS knihoven o nové třídy sloučenin,
• integrace AI nástrojů pro automatickou predikci fragmentačních vzorců,
• propojení s online databázemi a chemoinformatickými službami v reálném čase,
• vylepšená vizualizace a interaktivní editace struktur přímo v softwaru NIST.

Závěr

Poznámky a doporučení článku poskytují ucelený návod k optimalizaci nastavení NIST MSMS Search pro strukturální vyhledávání. Správná konfigurace knihoven, využití InChIKey a hybridních vyhledávacích režimů je základem rychlé a přesné identifikace neznámých sloučenin.

Reference

1. James Little Mass Spectral Resource Website
2. NIST Search Software Detailed Manual
3. Chemical Ionization for MW Determination
4. Trimethylsilyl Derivatives for GC-MS
5. Methyl Ester Derivatives for GC-MS
6. SciFinder/ChemSpider and Accurate Mass LC-MS Data for Unknown IDs
7. Surfactant Identification
8. Lipid Matrix Ionization Effects in LC-MS