High Throughput Non-Targeted Screening Using a Rapid Gradient Microbore UPLC Method and a Library of FDA-Approved Small Molecule Drugs
Aplikace | 2021 | WatersInstrumentace
Rapidní gradientní mikrooborová UPLC v kombinaci s iontovou mobilitou a hmotnostní spektrometrií představuje inovativní přístup pro netargetované screeningové analýzy malých molekul. Díky přidání kolizního průřezu (CCS) k běžným parametrům (retenční čas, přesná hmotnost, produktové ionty) je možné dosáhnout vyšší specifity identifikace i ve složitých matricích, jako je moč.
Vytvořit a otestovat knihovnu referenčních dat pro 1285 FDA schválených malých molekul (ES+ a ES–) pomocí metody RGM-UPLC-IM-MS s celkovým cyklem 2,5 minuty. Posoudit schopnost této vysokopropustné netargetované strategie odlišit exogenní farmaka od endogenních složek moče a porovnat detekční efektivitu s konvenční UPLC-IM-MS.
Vzorek moči byl naředěn 1:10 vodou a analyzován po 6 hodinách od aplikace karbamazepinu a acetaminofenu. Chromatografie probíhala při 0,4 mL/min, gradientu vody s 0,1 % HCOOH a acetonitrilu s 0,1 % HCOOH. IMS parametrizace zahrnovala TWIM se síťovým plynem dusíku a heliem. MS akvizice v režimu HDMSE zachytila m/z 50–1200 s rampou kolizní energie 15–25 eV.
Kompletní knihovna obsahuje 1206 pozitivních a 756 negativních záznamů. Kombinace RGM-UPLC a IMS kompenzuje nižší chromatografickou kapacitu rychlého gradientu zvýšením separace v mobilitní dimenzi. Screening moči prokázal identifikaci acetaminofenu, karbamazepinu a jeho metabolitu karbamazepin-10,11-oxidu s přesností tr ±0,1 min, hmotností <5 ppm a ΔCCS <2 %. Při nastavení přísných filtrů produktové ionty ≥1 byl jediný falešný pozitivní nález (<0,1 %). Širší tolerance retenčního času (0,5–2,0 min) zvýšila pružnost, aniž by významně narostl počet falešných detekcí.
Další optimalizace může směřovat k rozšíření knihovny o nové třídy sloučenin (pesticidy, mykotoxiny), integraci umělé inteligence pro automatizované filtrování dat a rozvoj miniaturizovaných IMS zařízení pro on-site screening.
RGM-UPLC-IM-MS s CCS knihovnou poskytuje robustní netargetovaný screening, který zachovává vysokou průchodnost vzorků i specifitu identifikace. Metoda je vhodná pro klinické, toxikologické i průmyslové aplikace vyžadující rychlé a spolehlivé rozlišení malých molekul.
1. Rainville PD et al. Anal. Chim. Acta. 2017;982:1–8.
2. Goshawk J. Waters Application Note 720006783EN, 2020.
3. Gray N. Anal. Chem. 2016;88:5742–5750.
4. Sundström M. Drug Test. Anal. 2015;7:420–427.
5. Mollerup CB. Drug Test. Anal. 2016;DOI:10.1002/dta.2120.
6. López M. J. Chromatogr. A. 2014;1373:40–50.
7. Dzumana Z. Anal. Chim. Acta. 2015;863:29–40.
8. Dwivedi P. J. Mass Spectrom. 2010;45(12):1383–1393.
9. Letertre M. Chromatographia. 2020;83:853–861.
10. McCullagh M. Anal. Chem. 2018;90:4585–4595.
11. Giles K. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2004;18:2401.
12. Pringle SD. Int. J. Mass Spectrom. 2014;26:1–12.
13. McCullagh M. Phytochem. Anal. 2019;30(4):1–13.
14. Goscinny S. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2019;33(S2):1–15.
15. Nye LC. J Chromatogr. A. 2019;1602:386–396.
16. McCullagh M. Talanta. 2021;221:121311.
17. Righetti L. J. Agric. Food Chem. 2020.
18. Fang N. Exp. Biol. Med. 2015;240:488–497.
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Rapidní gradientní mikrooborová UPLC v kombinaci s iontovou mobilitou a hmotnostní spektrometrií představuje inovativní přístup pro netargetované screeningové analýzy malých molekul. Díky přidání kolizního průřezu (CCS) k běžným parametrům (retenční čas, přesná hmotnost, produktové ionty) je možné dosáhnout vyšší specifity identifikace i ve složitých matricích, jako je moč.
Cíle a přehled studie
Vytvořit a otestovat knihovnu referenčních dat pro 1285 FDA schválených malých molekul (ES+ a ES–) pomocí metody RGM-UPLC-IM-MS s celkovým cyklem 2,5 minuty. Posoudit schopnost této vysokopropustné netargetované strategie odlišit exogenní farmaka od endogenních složek moče a porovnat detekční efektivitu s konvenční UPLC-IM-MS.
Použitá instrumentace
- Chromatograf: Waters ACQUITY UPLC I-Class
- Kolona: ACQUITY UPLC HSS T3 C18 (1,0 × 50 mm, 1,8 µm)
- Hmotnostní spektrometr: SYNAPT G2-Si s IMS a ToF
- Software: MassLynx v4.2, UNIFI v1.94
Metodika
Vzorek moči byl naředěn 1:10 vodou a analyzován po 6 hodinách od aplikace karbamazepinu a acetaminofenu. Chromatografie probíhala při 0,4 mL/min, gradientu vody s 0,1 % HCOOH a acetonitrilu s 0,1 % HCOOH. IMS parametrizace zahrnovala TWIM se síťovým plynem dusíku a heliem. MS akvizice v režimu HDMSE zachytila m/z 50–1200 s rampou kolizní energie 15–25 eV.
Hlavní výsledky a diskuse
Kompletní knihovna obsahuje 1206 pozitivních a 756 negativních záznamů. Kombinace RGM-UPLC a IMS kompenzuje nižší chromatografickou kapacitu rychlého gradientu zvýšením separace v mobilitní dimenzi. Screening moči prokázal identifikaci acetaminofenu, karbamazepinu a jeho metabolitu karbamazepin-10,11-oxidu s přesností tr ±0,1 min, hmotností <5 ppm a ΔCCS <2 %. Při nastavení přísných filtrů produktové ionty ≥1 byl jediný falešný pozitivní nález (<0,1 %). Širší tolerance retenčního času (0,5–2,0 min) zvýšila pružnost, aniž by významně narostl počet falešných detekcí.
Přínosy a praktické využití metody
- Výrazné zkrácení doby analýzy z 12 na 2,5 minuty
- Vysoká propustnost (5× vyšší průtok vzorků) a snížení nákladů
- Multifaktorová identifikace zlepšuje spolehlivost v komplexních matricích
- Možnost retrospektivního vyhledávání díky plnému datovému záznamu HDMSE
Budoucí trendy a možnosti využití
Další optimalizace může směřovat k rozšíření knihovny o nové třídy sloučenin (pesticidy, mykotoxiny), integraci umělé inteligence pro automatizované filtrování dat a rozvoj miniaturizovaných IMS zařízení pro on-site screening.
Závěr
RGM-UPLC-IM-MS s CCS knihovnou poskytuje robustní netargetovaný screening, který zachovává vysokou průchodnost vzorků i specifitu identifikace. Metoda je vhodná pro klinické, toxikologické i průmyslové aplikace vyžadující rychlé a spolehlivé rozlišení malých molekul.
Reference
1. Rainville PD et al. Anal. Chim. Acta. 2017;982:1–8.
2. Goshawk J. Waters Application Note 720006783EN, 2020.
3. Gray N. Anal. Chem. 2016;88:5742–5750.
4. Sundström M. Drug Test. Anal. 2015;7:420–427.
5. Mollerup CB. Drug Test. Anal. 2016;DOI:10.1002/dta.2120.
6. López M. J. Chromatogr. A. 2014;1373:40–50.
7. Dzumana Z. Anal. Chim. Acta. 2015;863:29–40.
8. Dwivedi P. J. Mass Spectrom. 2010;45(12):1383–1393.
9. Letertre M. Chromatographia. 2020;83:853–861.
10. McCullagh M. Anal. Chem. 2018;90:4585–4595.
11. Giles K. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2004;18:2401.
12. Pringle SD. Int. J. Mass Spectrom. 2014;26:1–12.
13. McCullagh M. Phytochem. Anal. 2019;30(4):1–13.
14. Goscinny S. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2019;33(S2):1–15.
15. Nye LC. J Chromatogr. A. 2019;1602:386–396.
16. McCullagh M. Talanta. 2021;221:121311.
17. Righetti L. J. Agric. Food Chem. 2020.
18. Fang N. Exp. Biol. Med. 2015;240:488–497.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
A COMPARISON OF CONVENTIONAL AND RAPID GRADIENT MICROBORE LC CYCLIC™ ION MOBILITY MASS SPECTROMETRY FOR NON-TARGETED SCREENING OF BIOLOGICAL MATRICES
2022|Waters|Postery
A COMPARISON OF CONVENTIONAL AND RAPID GRADIENT MICROBORE LC CYCLIC™ ION MOBILITY MASS SPECTROMETRY FOR NON-TARGETED SCREENING OF BIOLOGICAL MATRICES 1 Michael McCullagh, 1Martin Palmer, 1Russell Mortishire-Smith, 1Emma Marsden-Edwards, 1Dale Cooper-Shepherd, 2Robert Plumb, 2Iggy Kass and 1Jeff Goshawk 1 Waters…
Klíčová slova
cim, cimccs, ccsmobility, mobilityrgm, rgmscreening, screeningfiltered, filteredlibraries, librariesion, ionusing, usingspectrometry, spectrometrymass, massadditional, additionalutilised, utilisedbiotransformation, biotransformationaffords
Retention Time, Product Ion, and CCS Characterization of the Constituents of a FDA-Approved Small Molecule Pharmaceuticals Library
2021|Waters|Aplikace
Application Note Retention Time, Product Ion, and CCS Characterization of the Constituents of a FDA-Approved Small Molecule Pharmaceuticals Library Michael McCullagh, Jeff Goshawk, Russell J. Mortishire-Smith Waters Corporation Abstract A set of FDA-approved small molecule pharmaceuticals was used to produce…
Klíčová slova
mobility, mobilitytargeted, targetedccs, ccslibrary, librarymulticlass, multiclassdetections, detectionsion, ionuplc, uplcscreening, screeningapproved, approvedmultifactor, multifactorliquid, liquidfda, fdamass, massfalse
Extractables, Leachables, and Contact Materials: The Invaluable Benefit of Ion Mobility-Enhanced Mass Spectrometry Libraries
2022|Waters|Aplikace
Application Note Extractables, Leachables, and Contact Materials: The Invaluable Benefit of Ion Mobility-Enhanced Mass Spectrometry Libraries Michael McCullagh, Russell J. Mortishire-Smith, Jeff Goshawk, Jane Cooper, Markus Obkircher, Hanspeter Sprecher, Rudolf Koehling, Matthias Nold, Jens Jacobsen, Rachel Sanig Waters Corporation, Merck…
Klíčová slova
libraries, librariesspectrometry, spectrometryccsn, ccsncordial, cordialmobility, mobilitylibrary, libraryuplc, uplcmass, massion, ionutilising, utilisingtargeted, targetedsynapt, synaptcommodity, commodityfood, foodscreen
Unparalleled Multi-Factor Authentication Mass Spectrometry of Complex Natural Products Utilizing UPLC and Ion Mobility
2020|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Unparalleled Multi-Factor Authentication Mass Spectrometry of Complex Natural Products Utilizing UPLC and Ion Mobility Michael McCullagh, Russell Mortishire-Smith, and Jeff Goshawk Waters Corporation, Wilmslow, UK APPLICATION BENEFITS ■ ■ Unique multi-factor authentication The application of LC-MS-based…
Klíčová slova
mobility, mobilityauthentication, authenticationnatural, naturaluplc, uplcion, ionspecificity, specificityunparalleled, unparalleledmass, massmulti, multispectrometry, spectrometryfactor, factorproducts, productsccs, ccscomplex, complexproduct