The Use of Collision Cross Section (CCS) Measurements in Food and Environmental Analysis

Význam tématu

Analýza složitých směsí v potravinách a životním prostředí vyžaduje vysokou specificitu a spolehlivost detekce. Měření kolizního průřezu (CCS) pomocí iontové mobility spojené s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií přináší nový rozměr separace a identifikace sloučenin, odolný vůči matricovým efektům a nezávislý na intenzitě signálu.

Cíle a přehled studie / článku

Článek popisuje integraci Waters ACQUITY UPLC I-Class s iontovou mobilitou a vysokorozlišovací MS (IM-MS) pro paralelní získání informací o přesné hmotě, fragmentech a CCS v jednom běhu. Cílem je ukázat přínos této technologie pro cílené i necílené screeningové strategie v potravinářské a environmentální analýze.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika kombinuje kapalinovou chromatografii UPLC se separací v plynu pomocí iontové mobility (IMS) a detekcí v režimu vysoké hmotnostní přesnosti. Instrumentace:

• ACQUITY UPLC I-Class System
• Ion Mobility-Mass Spectrometry (IM-MS) systém s time-of-flight analyzátorem
• UNIFI Scientific Information System pro správu CCS databází a screeningové workflow

Hlavní výsledky a diskuse

• CCS hodnoty se ukázaly jako reprodukovatelné a nezávislé na matrici, doplňují informace o přesné hmotě a fragmentaci.
• Použití CCS vedlo ke zvýšení specificity cíleného i necíleného screeningu, snížení falešných pozitiv i negativ.
• Technologie umožnila důvěryhodné určení mykotoxinů, pesticidních reziduí, PFAS a flavonoidů v komplexních matricích.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá orthogonální separace na úrovni plynu na úrovni LC času, rozlišení izomerů a proťomerů.
• Možnost měření i velmi nízké intenzity iontů díky odolnosti CCS vůči matricovým vlivům.
• Redukce závislosti na drahých standardech pro potvrzení retence, zrychlení vývoje metod.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšiřování a standardizace CCS databází v UNIFI pro automatizovaný screening.
• Využití strojového učení pro predikci CCS a identifikaci dosud neznámých sloučenin.
• Integrace iontové mobility s dalšími technikami (NMR, infračervená spektroskopie) pro komplexní strukturální charakterizaci.

Závěr

Iontová mobilita-MS s měřením CCS představuje výkonný nástroj pro spolehlivou identifikaci a screening v potravinářské a environmentální analýze. Odolnost vůči matricím, vysoká reprodukovatelnost a doplňující ortogonální rozlišovací schopnosti přispívají k efektivnějšímu a přesnějšímu analytickému workflow.

Reference

1. Waters Corporation, The Use of Collision Cross Section (CCS) Measurements in Food and Environmental Analysis, April 2015