LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

High-throughput experimentation reaction monitoring and analysis of chemistry synthesis products with ultrahigh-throughput 4D timsTOF fleX MALDI-2 technology

Aplikace | 2021 | BrukerInstrumentace
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Průmysl a chemie, Farmaceutická analýza, Ostatní
Výrobce
Bruker

Souhrn

Význam tématu


Ve světě objevování nových léčiv hraje rychlá a spolehlivá analýza výsledků syntéz klíčovou roli. High-throughput experimentation (HTE) umožňuje rychlé testování stovek až tisíců reakčních podmínek, avšak tradiční analytické přístupy často představují úzké hrdlo procesu. Kombinace laserové ionizace MALDI-2 s ortogonálním separačním principem TIMS na platformě Bruker timsTOF fleX přináší ultrarychlou 4D analýzu malých molekul, zkracuje dobu odezvy a výrazně zvyšuje kapacitu skríningu chemických reakcí.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo ukázat možnosti ultravysoce průchodné analýzy produktů chemických syntéz pomocí 4D technologie timsTOF fleX MALDI-2. Autoři demonstrovali: rychlé měření přesné hmotnosti, izotopického vzoru, kolizní příčné plochy (CCS) a strukturálně specifického fragmentačního rozkladu (CID-MS/MS). Důraz byl kladen na rozlišení isobarických rušivých signálů a množstevní kvantifikaci v režimu HTE.

Použitá metodika a instrumentace


Syntézy: 95 mikročásticových reakcí dodaných v DMSO, zředěných 20× v acetonitril/voda, nanesených na MALDI destičku AnchorChip 384 BC. Matricové vrstvy: 0,5 µl HCCA nebo 2,5-DHAP pro MALDI-2. Instrumentace: Bruker timsTOF fleX s duálním ESI/MALDI zdrojem, smartbeam 3D laserem (10 kHz) a MALDI-2 postionizačním laserem. Separace: TIMS gradient 0,6–1,7 V*s/cm2, cyklus 150 ms; MS v režimu UHR-TOF s nadzvukovým rozlišením. Kalibrace: ESI infuze a red phosphorus v MALDI. Software: timsControl 2.0 pro akvizici, DataAnalysis 5.3 pro zpracování, SmartFormula a vlastní skript pro kvantifikaci.

Hlavní výsledky a diskuse


• Ze 30 komerčních referenčních léčivých látek bylo dosaženo hmotnostní přesnosti ≤1 ppm, mSigma <20 a RSD CCS ~0,07 %.
• V experimentu na 95 syntéz bylo v 93 % případů potvrzeno přítomnost cílového produktu s hmotnostní odchylkou ≤1–3 ppm.
• TIMS efektivně oddělil isobarické rušení ve zlomcích sekundy a zajistil čisté spektrum (příklady: imatinib, atorvastatin).
• Porovnání experimentálních CCS s predikovanými hodnotami z databáze AllCCS vykázalo průměrnou odchylku 2,2 %, což potvrzuje použitelnost prediktivních algoritmů pro strukturu-CCS korekci.
• Kvantifikace tří referenčních látek (perphenazin, sulfadimethoxin, sulfaguanidin) prokázala lineární odezvu ve dvou řádech koncentrací (0,039–5 µM) s interním standardem verapamilem.
• MALDI-2 výrazně zlepšilo ionizaci molekul obtížně ionizovatelných v klasickém MALDI, například u leukotrienového antagonisty zafirlukastu více než 5× a u estradiolu dokonce řádově větší zvýšení signálu.

Přínosy a praktické využití metody

  • Vysoce průchodný monitoring syntézních reakcí s minimálním objemem vzorku (picomoly).
  • Blesková analýza (<1 s vzorek) vhodná pro plně automatizované HTE workflow.
  • Orthogonální separace TIMS pro odstranění matrice a isobarických interferencí.
  • Rozšířené analytické spektrum díky MALDI-2, včetně molekul mimo dosah konvenční MALDI.
  • Možnost CCS-asistované identifikace nově syntetizovaných látek bez referenčních standardů.

Budoucí trendy a možnosti využití

  • Integrace s prediktivními CCS databázemi a strojovým učením pro rychlé ověřování struktur.
  • Propojení s 4D-omics a prostorovou MALDI imaging (SpatialOMx ®) v rámci komplexních farmaceutických studií.
  • Široké použití v QA/QC odděleních farmaprůmyslu pro rutinní kontrolu čistoty a identity API.
  • Další rozvoj laserových ionizačních technik a kombinace s.high-throughput digitalizací dat.

Závěr


Bruker timsTOF fleX MALDI-2 představuje přelom v HTE chemického skríningu. Čtyřrozměrná analýza (CCS, hmotnost, izotopový vzor, CID-MS/MS) poskytuje rychlé, citlivé a spolehlivé výsledky a umožňuje efektivní oddělení i těžko rozlišitelných izobarických sloučenin. Technologie otevírá nové možnosti pro automatizované farmaceutické a chemické aplikace.

Reference


[1] Simon M. et al., SLAS Discovery 2020, 25(4):372–383.
[2] Unger M.S. et al., Anal. Chem. 2020, 92(17):11851–11859.
[3] Lin S. et al., Science 2018, 361:eaar6236.
[4] Soltwisch J. et al., Anal. Chem. 2020, 92(13):8697–8703.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
CCS-aware SpatialOMx® enables highly confident and automatic lipid annotations with regiospecific context
Intensity (arb. unit) 132% 0% 100% PS 38:1 m/z 816.5747 ± 0.0122 1/K0 1.433 ± 0.01 Intensity (arb. unit) Mobility [1/K0] 136% 0% 100% PE 20:1_22:6 m/z 816.5517 ± 0.0122 1/K0 1.404 ± 0.01 m/z 1 mm CCS-aware SpatialOMx® enables…
Klíčová slova
ccs, ccsmaldi, maldispatialomx, spatialomximaging, imagingaware, awareannotation, annotationmobility, mobilitytims, timsannotated, annotatedannotations, annotationspasef, pasefbucket, bucketlipid, lipidsegmentation, segmentationlipids
Next-generation MALDI top-down sequencing of protein biotherapeutics – expanding the scope of timsTOF technology
Next-generation MALDI top-down sequencing of protein biotherapeutics – expanding the scope of timsTOF technology Next-generation MALDI top-down sequencing (MALDI-TDS) improves top-down sequence analysis of biopharmaceutical proteins, as demonstrated in this note for adalimumab subunits, recombinant SARS-CoV-2 S-glycoprotein RBD expression products,…
Klíčová slova
maldi, malditds, tdsterminal, terminalisd, isdtims, timsnext, nextgeneration, generationsequence, sequencetimstof, timstofsequencing, sequencingprotein, proteinfragments, fragmentssubunits, subunitsdown, downflex
TIMS enabled quantification of small molecules in MALDI Imaging
TIMS enabled quantification of small molecules in MALDI Imaging timsTOF fleX was used to demonstrate quantitative mass spectrometry imaging on several drug compounds. Abstract timsTOF fleX was able to separate near-isobaric ions by their ion mobilities, significantly improving targeted compound…
Klíčová slova
timstof, timstofflex, flexmaldi, malditims, timsions, ionsgadavist, gadavisttopotecan, topotecanisobaric, isobaricqmsi, qmsitissue, tissuemmae, mmaeimaging, imagingintensity, intensitydrug, drughomogenate
Integrated annotation pipeline using in-silico prediction for on-target chemical derivatization MALDI Imaging
LI F E S CI E N CE S M AS S S P E CTR O M E TR Y Integrated annotation pipeline using in-silico prediction for on-target chemical derivatization MALDI Imaging Arne Behrens1, Nikolas Kessler1, Sofie Weinkouff1, Bram…
Klíčová slova
derivatization, derivatizationannotation, annotationsilico, silicoccs, ccstarget, targetmetaboscape, metaboscapestructure, structurereaction, reactionsite, siteprediction, predictionmaldi, maldicarboxy, carboxyimaging, imagingagents, agentspipeline
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.