Using Ion Mobility to separate different designer drug metabolites
Aplikace | 2017 | BrukerInstrumentace
Rostoucí počet syntetických kanabinoidů a jejich metabolitů představuje zásadní výzvu pro forenzní analýzu. Vzhledem k nízkým hladinám mateřské sloučeniny v moči je nutné cílit na detekci metabolitů s vysokou mírou spolehlivosti. Kombinace iontové mobility s vysokým rozlišením hmotnostní spektrometrie rozšiřuje možnosti identifikace známých i neznámých analytů a zvyšuje přesnost forenzního screeningu.
Studie se zaměřila na separaci a charakterizaci hydroxylovaných metabolitů syntetického kanabinoidu AKB-48. Cílem bylo ukázat, že přidání iontové mobility na platformě timsTOF spolu s LC oddělením umožňuje diferenciaci strukturálních izomerů a zajišťuje vysokou datovou kvalitu pro identifikaci v komplexním vzorku.
Metodika:
Kapalinová chromatografie umožnila základní rozlišení jednotlivých metabolitů. Iontová mobilita pak přidala druhou dimenzi separace:
Metoda přináší:
Očekává se rozvoj:
Kombinace iontové mobility na timsTOF s kapalinovou chromatografií významně zvyšuje schopnost rozlišit a identifikovat hydroxylované metabolity AKB-48. Metoda poskytuje trojí potvrzení – přesnou hmotnost, izotopické rozložení a kolizní průřez – a rozšiřuje možnosti forenzního screeningu designer drog.
[1] Wallgren J. et al., Synthesis and identification of an important metabolite of AKB-48 with a secondary hydroxyl group on the adamantyl ring, Tetrahedron Lett., 2017, 58, 1456–1458.
[2] Vikingsson S. et al., Identification of AKB-48 and 5F-AKB-48 Metabolites in Authentic Human Urine Samples Using Human Liver Microsomes and ToF MS, J. Anal. Toxicol., 2015, 39(6), 426–435.
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníForenzní analýza a toxikologie
VýrobceThermo Fisher Scientific, Bruker
Souhrn
Význam tématu
Rostoucí počet syntetických kanabinoidů a jejich metabolitů představuje zásadní výzvu pro forenzní analýzu. Vzhledem k nízkým hladinám mateřské sloučeniny v moči je nutné cílit na detekci metabolitů s vysokou mírou spolehlivosti. Kombinace iontové mobility s vysokým rozlišením hmotnostní spektrometrie rozšiřuje možnosti identifikace známých i neznámých analytů a zvyšuje přesnost forenzního screeningu.
Cíle a přehled studie
Studie se zaměřila na separaci a charakterizaci hydroxylovaných metabolitů syntetického kanabinoidu AKB-48. Cílem bylo ukázat, že přidání iontové mobility na platformě timsTOF spolu s LC oddělením umožňuje diferenciaci strukturálních izomerů a zajišťuje vysokou datovou kvalitu pro identifikaci v komplexním vzorku.
Použitá metodika a instrumentace
Metodika:
- Příprava dvou směsí hydroxylovaných AKB-48 metabolitů (125 ng/mL)
- Pré-kapalinová chromatografie na UPLC Ultimate 3000 (HSS T3, 2.1×150 mm, 1.8 μm) při 60 °C
- Multikrokový gradient (57 %→93 % ACN s formiátem amonným) při průtoku 0,5 mL/min
- Injekce vzorku 1 μL
- ESI-timsTOF (Bruker Daltonics) ve Full scan TOF MS + IMS Ultra mode
- MS kalibrace: cluster formiátu sodného
- IMS kalibrace: low-conc. tuning mix
Hlavní výsledky a diskuse
Kapalinová chromatografie umožnila základní rozlišení jednotlivých metabolitů. Iontová mobilita pak přidala druhou dimenzi separace:
- Protonované ([M+H]+) a sodné ([M+Na]+) addukty vykázaly odlišné hodnoty inverzní mobility 1/K0 (protonované ca 1.00–1.04, sodné ca 1.04–1.08 V·s/cm2).
- Metabolity s hydroxylací na alkylovém řetězci (B1–B4) se soustředily v nižších hodnotách 1/K0, zatímco adukty z adamantylu (B5–B7) vykazovaly vyšší 1/K0.
- Případ B1 se vybočil mezi oběma skupinami, což ukazuje specifický konformační efekt.
- Dva hlavní metabolity (B4 a B7) koelutovaly v LC, ale byly rozděleny na ose mobility pro oba addukty.
- Srovnání experimentální a teor. izotopického rozložení metabolitu B4 potvrdilo vysokou přesnost měření (−0,8 ppm, mSigma 4,9).
Přínosy a praktické využití metody
Metoda přináší:
- Vyšší selektivitu a spolehlivost identifikace strukturálních izomerů v komplexních vzorcích moči.
- Možnost ne-target screening nových drog a metabolitů díky kombinaci HRMS, izotopického vzoru a driftových časů.
- Využití v forenzní toxikologii pro rutinní analýzu doplňující klasické LC-MS metody.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozvoj:
- Databází kolizních průřezů (CCS) pro rychlou automatizovanou identifikaci.
- Integrovaných platforem IMS-HRMS pro vysokopropustný screening.
- Pokročilých algoritmů strojového učení pro predikci konformací a driftových časů neznámých sloučenin.
Závěr
Kombinace iontové mobility na timsTOF s kapalinovou chromatografií významně zvyšuje schopnost rozlišit a identifikovat hydroxylované metabolity AKB-48. Metoda poskytuje trojí potvrzení – přesnou hmotnost, izotopické rozložení a kolizní průřez – a rozšiřuje možnosti forenzního screeningu designer drog.
Reference
[1] Wallgren J. et al., Synthesis and identification of an important metabolite of AKB-48 with a secondary hydroxyl group on the adamantyl ring, Tetrahedron Lett., 2017, 58, 1456–1458.
[2] Vikingsson S. et al., Identification of AKB-48 and 5F-AKB-48 Metabolites in Authentic Human Urine Samples Using Human Liver Microsomes and ToF MS, J. Anal. Toxicol., 2015, 39(6), 426–435.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
High-throughput experimentation reaction monitoring and analysis of chemistry synthesis products with ultrahigh-throughput 4D timsTOF fleX MALDI-2 technology
2021|Bruker|Aplikace
High-throughput experimentation reaction monitoring and analysis of chemistry synthesis products with ultrahigh-throughput 4D timsTOF fleX MALDI-2 technology MALDI mass spectrometry is uniquely suited for high-throughput experimentation (HTE) chemical reaction monitoring by coupling it with trapped ion mobility spectrometry (TIMS) on…
Klíčová slova
maldi, maldiintensity, intensityccs, ccstims, timscollisional, collisionalhte, htesynthesis, synthesisexperimentation, experimentationwere, wereconfirmation, confirmationchemical, chemicalthroughput, throughputtimstof, timstofpicomoles, picomolespimozide
VITATOX: Next level of targeted screening, which way to go: faster analysis or more certainty in the results?
2021|Bruker|Prezentace
VITATOX 2021 Next level of targeted screening, which way to go: faster analysis or more certainty in the results? Solutions Development – Applied Markets, Bruker, Bremen October 2021 Daniel Vláčil Bruker s.r.o. IN TRODUCT ION QTOF Portfolio - Instruments ©…
Klíčová slova
confidential, confidentialvip, vipinnovation, innovationintegrity, integrityhesi, hesisource, sourcetims, timstimstof, timstofccs, ccsexhaust, exhaustfilter, filterfunnel, funnelmobility, mobilityesi, esiapci
prio-PASEF: Precision and Discovery in MetID Workflows
2025|Bruker|Postery
ASMS 2025 WP 097 prio-PASEF: Precision and Discovery in MetID Workflows Beixi Wang1; Xuejun Peng1; Jonathan R. Plante2; Reena G. Patel2; Kyle P. Mummau2; Elke S. Perloff2; Melvin Blaze2; Heiko Neuweger3; Erica Forsberg1 Results (a) prio-PASEF of Testosterone 1Bruker Scientific…
Klíčová slova
pasef, pasefeim, eimprio, prioeic, eicduty, dutyapio, apiotimscontrol, timscontrolremaining, remainingmsms, msmstestosterone, testosteronedda, ddapriority, prioritycycle, cycleexpected, expectedapex
Trapped Ion Mobility Mass Spectrometry is able to resolve minor size differences in supramolecular structures
2020|Bruker|Technické články
Trapped Ion Mobility Mass Spectrometry is able to resolve minor size differences in supramolecular structures Ion Mobility Mass Spectrometry has started to spread from analytical and omics research fields to other areas, including supramolecular chemistry. Abstract Besides its power to…
Klíčová slova
mobility, mobilitycoordination, coordinationcages, cagestims, timstrapped, trappedspecies, speciesbruker, brukertimstof, timstofion, ionten, tencollisional, collisionalccs, ccssupramolecular, supramolecularcage, cagemass