A Demonstration of HRMS with CE Spread Function for Identification of Cytotoxic Contaminant Present in Marine Bacteria Extract for Natural Product Discovery

Význam tématu

Mořské bakterie jsou významným zdrojem nových bioaktivních sloučenin, ale syrové extrakty často obsahují cytotoxické kontaminanty, které mohou zkreslit biologické testy a představují zdravotní riziko. Spolehlivá identifikace těchto látek je proto klíčová pro bezpečný výzkum a vývoj léčiv.

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje snadno použitelné řešení pro identifikaci neznámých kontaminantů v extraktu mořských bakterií pomocí vysoce přesné hmotnostní spektrometrie (HRAM) s funkcí rozšíření kolizní energie (CE spread) a software LabSolutions Insight Explore, který automatizuje predikci vzorce, vyhledávání v databázích a anotaci fragmentů.

Použitá metodika a instrumentace

Chromatografické podmínky:

• Kolona: Shim-pack GIST C18 (2.1×100 mm, 2 µm)
• Mobilní fáze: voda/0.1 % kys. mravenčí (A) a methanol/0.1 % kys. mravenčí (B)
• Eluce: isokraticky 20 % A / 80 % B
• Průtok: 0.4 mL/min, teplota 40 °C, objem injekce 1 µL

Mass spectrometry:

• Přístroj: Shimadzu LCMS-9030 Q-TOF
• Ionizace: HESI poz., 4.5 kV, teplota zdroje 300 °C
• MS: m/z 100–600, přesnost < 1 ppm
• MS/MS s CE spread 25 ±17 V (8–42 V), šest cílených prekurzorů, m/z 50–500, přesnost < 2 ppm

Software: LabSolutions Insight Explore pro automatickou predikci vzorce, vyhledávání v ChemSpider/PubChem a fragmentovou anotaci.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza extraktu z mořských bakterií odhalila čtyři složky (P1–P4), přičemž hlavní komponenta P3 tvořila 94,4 % plochy TIC. Funkce CE spread umožnila získat bohatší MS/MS spektra díky rampování kolizní energie, což vedlo k rozsáhlejší fragmentaci a lepší strukturní informaci. Empirické vzorce všech složek byly určeny s chybou < 1 ppm, fragmenty pak s chybou < 2 ppm.
Pomocí databázového vyhledávání a anotace fragmentů byl P3 jednoznačně identifikován jako tributyl acetyl citrát, což potvrdily i NMR pokusy. Minoritní složky P2 a P4 se ukázaly jako jeho strukturální analogy, zatímco P1 má odlišnou strukturu při podobné přesné hmotnosti.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace CE spread dramaticky zvyšuje počet detekovaných fragmentů a tím spolehlivost identifikace. Automatizovaná workflow redukuje manuální zásahy a zkracuje dobu analýzy, což je výhodné pro rutinní kontrolu kvality, objevování přírodních produktů a environmentální monitoring.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření CE spread do datových režimů DDA a DIA, integrace s rozsáhlejšími databázemi a nástroji strojového učení pro pokročilejší strukturální predikce. Další aplikace zahrnují komplexní metabolomickou analýzu a sledování kontaminantů v biotechnologiích či potravinářství.

Závěr

Použití LCMS-9030 Q-TOF s CE spread a softwaru LabSolutions Insight Explore představuje robustní, rychlý a vysoce přesný přístup k identifikaci neznámých kontaminantů v mořských extraktech. Klíčové jsou bohatší fragmentace a automatizovaná analýza dat, které zvyšují efektivitu a spolehlivost identifikace.

Reference

1. Chua C.K. et al., “Simplifying Natural Product Analysis with Data-Independent Acquisition Workflow”, Appl News, 2021.
2. Dalisay D.S., Saludes J.P., Gonzalvo J.A., Nepublikovaná data, 2021.
3. Shimadzu LCMS-9030 Webinar Slides, 2021.