Gas-Phase Separation of Benzocaine Protonation Site Isomers and Phenylalanine Using Travelling-Wave Ion Mobility MS
Aplikace | 2015 | WatersInstrumentace
Ionová mobilita spojená s hmotnostní spektrometrií (IM-MS) představuje důležitý nástroj pro rozlišení izomerů a protomerů ve fázi plynu. V klinické diagnostice metabolických poruch, například fenylketonurie, je přesné stanovení poměru fenylalaninu a tyrosinu klíčové. Oddělení strukturálních izomerů, jako je benzokain, který může interferovat s detekcí fenylalaninu, zvyšuje spolehlivost screeningových protokolů.
Studie se zaměřila na oddělení dvou protonačních protomerů benzokainu a izomeru fenylalaninu pomocí techniky Travelling-Wave Ion Mobility MS. Cílem bylo prokázat, že volba driftového plynu (dusík vs. oxid uhličitý) a specifické podmínky T-Wave umožňují unikatní separaci interferujících látek.
Vzorky benzokainu a fenylalaninu byly připraveny v methanolu a infundovány do hmotnostního spektrometru SYNAPT G2-Si HDMS s T-Wave ionovou mobilitou. Ionizace proběhla metodou ESI v pozitivním režimu. Klíčové parametry:
Oddělení vedlo k detekci tří mobilitních komponent pro ionty m/z 166. Za N2 driftového plynu byly protomery benzokainu detekovány při průměrných drift times 3,45 ms a 4,36 ms, fenylalanin při 3,81 ms. Při použití CO2 se separace výrazně zlepšila.
Kolaudační průřezy (CCS) v N2: protomer P1 131 Å2, fenylalanin 137 Å2, protomer P2 147 Å2. Po mobilitní separaci byla aplikována kolizní indukovaná disociace (15 V) a získány samostatné MS/MS spektra. Rozdílné fragmentační vzorce potvrzují protonaci na karbonylu respektive aminové skupině.
Metoda umožňuje eliminovat falešné pozitivní výsledky v novorozeneckém screeningu fenylketonurie způsobené kontaminací benzokainem. Rozšíření iontové mobility ve screeningových protokolech zvyšuje specifičnost a citlivost kvantifikace biomedicínských metabolitů.
Očekává se rozvoj iontové mobility s alternativními driftovými plyny pro optimalizaci separace izomerů. Integrace s vysokorozlišujícími hmotnostními analyzátory a automatizované metody připravy vzorků otevřou cestu k širšímu nasazení v klinické a farmaceutické praxi.
Studie prokázala účinné rozlišení protonačních protomerů benzokainu a izomeru fenylalaninu pomocí Travelling-Wave Ion Mobility MS. Volba CO2 jako driftového plynu významně zlepšila separaci a umožnila spolehlivé oddělení interferující látky od cílového analyzovaného metabolitu.
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníŽivotní prostředí, Metabolomika, Klinická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Ionová mobilita spojená s hmotnostní spektrometrií (IM-MS) představuje důležitý nástroj pro rozlišení izomerů a protomerů ve fázi plynu. V klinické diagnostice metabolických poruch, například fenylketonurie, je přesné stanovení poměru fenylalaninu a tyrosinu klíčové. Oddělení strukturálních izomerů, jako je benzokain, který může interferovat s detekcí fenylalaninu, zvyšuje spolehlivost screeningových protokolů.
Cíle a přehled studie
Studie se zaměřila na oddělení dvou protonačních protomerů benzokainu a izomeru fenylalaninu pomocí techniky Travelling-Wave Ion Mobility MS. Cílem bylo prokázat, že volba driftového plynu (dusík vs. oxid uhličitý) a specifické podmínky T-Wave umožňují unikatní separaci interferujících látek.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky benzokainu a fenylalaninu byly připraveny v methanolu a infundovány do hmotnostního spektrometru SYNAPT G2-Si HDMS s T-Wave ionovou mobilitou. Ionizace proběhla metodou ESI v pozitivním režimu. Klíčové parametry:
- Kapilární napětí 2,5 kV
- Teplota zdroje 110 °C, desolvační teplota 250 °C
- Driftový plyn N2 (90 mL/min) a CO2 (65 mL/min)
- T-Wave rychlost 750–1000 m/s, amplituda 27–40 V
Hlavní výsledky a diskuse
Oddělení vedlo k detekci tří mobilitních komponent pro ionty m/z 166. Za N2 driftového plynu byly protomery benzokainu detekovány při průměrných drift times 3,45 ms a 4,36 ms, fenylalanin při 3,81 ms. Při použití CO2 se separace výrazně zlepšila.
Kolaudační průřezy (CCS) v N2: protomer P1 131 Å2, fenylalanin 137 Å2, protomer P2 147 Å2. Po mobilitní separaci byla aplikována kolizní indukovaná disociace (15 V) a získány samostatné MS/MS spektra. Rozdílné fragmentační vzorce potvrzují protonaci na karbonylu respektive aminové skupině.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje eliminovat falešné pozitivní výsledky v novorozeneckém screeningu fenylketonurie způsobené kontaminací benzokainem. Rozšíření iontové mobility ve screeningových protokolech zvyšuje specifičnost a citlivost kvantifikace biomedicínských metabolitů.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozvoj iontové mobility s alternativními driftovými plyny pro optimalizaci separace izomerů. Integrace s vysokorozlišujícími hmotnostními analyzátory a automatizované metody připravy vzorků otevřou cestu k širšímu nasazení v klinické a farmaceutické praxi.
Závěr
Studie prokázala účinné rozlišení protonačních protomerů benzokainu a izomeru fenylalaninu pomocí Travelling-Wave Ion Mobility MS. Volba CO2 jako driftového plynu významně zlepšila separaci a umožnila spolehlivé oddělení interferující látky od cílového analyzovaného metabolitu.
Reference
- Hunt P Newborn Screening by Tandem Mass Spectrometry in Texas 2012
- Snelling JR Characterisation of pharmaceutical and polymer formulations by novel mass spectrometry approaches PhD thesis University of Warwick 2012
- Warnke S Seo J Boschmans J Sobott F Scrivens JH Bleiholder C Bowers MT Gewinner S Schollkopf W Pagel K von Helden G Protomers of Benzocaine Solvent and Permittivity Dependence J Am Chem Soc 2015 Mar 17
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Identification of Multiple Sites of Intra-Molecular Protonation and Different Fragmentation Patterns within the Fluoroquinolone Class of Antibiotics in Porcine Muscle Extracts Using Travelling Wave Ion Mobility Mass Spectrometry Mike McCullagh,1 Sara Stead,1 Jonathan Williams,1 Wouter de Keizer,2 and Aldert Bergwerff…
Klíčová slova
protonation, protonationfragmentation, fragmentationintra, intrapatterns, patternssites, sitesciprofloxacin, ciprofloxacinfluoroquinolone, fluoroquinolonemolecular, molecularidentification, identificationmultiple, multipledifferent, differentmobility, mobilitydrift, driftdifloxacin, difloxacinhdms
Discovery of Pesticide Protomers Using Routine Ion Mobility Screening
2014|Waters|Aplikace
Discovery of Pesticide Protomers Using Routine Ion Mobility Screening Michael McCullagh,1 David Eatough,1 Vincent Hanot,2 and Séverine Goscinny2 1 Waters Corporation, Wilmslow, UK 2 Wetenschappelijk Instituut Volksgezondheid Institut Scientifique de Santé Publique, Brussels, Belgium A P P L I C…
Klíčová slova
protomers, protomersmobility, mobilitypesticide, pesticidescreening, screeningion, ionroutine, routinediscovery, discoveryprotomer, protomerccs, ccsprotonation, protonationhdms, hdmsindoxacarb, indoxacarbfragmentation, fragmentationcriteria, criteriaunifi
APPLICATION NOTEBOOK - STRUCTURAL ELUCIDATION
2015|Waters|Příručky
[ APPLICATION NOTEBOOK ] STRUCTURAL ELUCIDATION 1 This notebook is an excerpt from the larger Waters’ Application Notebook on Metabolomics and Lipidomics #720005245EN TABLE OF CONTENTS 3 Introduction 4 Traditional Herbal Medicine Structural Elucidation using SYNAPT HDMS with Time-Aligned Parallel…
Klíčová slova
mobility, mobilityorientin, orientinhdms, hdmsccs, ccswave, waveims, imsflavonoids, flavonoidsion, ionstructural, structuralelucidation, elucidationherbal, herbalsynapt, synaptisoorientin, isoorientinions, ionstof
Utility of the ACQUITY UPLC I-Class System and Ion Mobility in a Routine Workflow to Understand the Challenge of Analyzing Fluoroquinolone Antibiotic Residues
2017|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Utility of the ACQUITY UPLC I-Class System and Ion Mobility in a Routine Workflow to Understand the Challenge of Analyzing Fluoroquinolone Antibiotic Residues Michael McCullagh, Ramesh Rao, and Sara Stead Waters Corporation, Wilmslow, UK APPLICATION BENEFITS…
Klíčová slova
mobility, mobilityuplc, uplcion, ionprotomer, protomerfluoroquinolone, fluoroquinoloneclass, classacquity, acquityutility, utilityroutine, routineprotonation, protonationworkflow, workflowporcine, porcinesystem, systemfluoroquinolones, fluoroquinolonesnote