FURTHER INVESTIGATIONS INTO CHARGED ISOMER SPECIES OF THE FLUOROQUINOLONE CLASS OF ANTIBIOTICS USING LINEAR TWIM AND CYCLIC ION MOBILITY

Význam tématu

Iontová mobilita ve spojení s masovou spektrometrií představuje rychlou a účinnou techniku pro oddělení protomerů fluoroquinolonových antibiotik na základě rozdílů v kolizních průřezech. To je zásadní pro spolehlivou identifikaci, kvantifikaci a sledování reziduí těchto léků v potravinářských produktech a při monitorování rezistence mikroorganismů.

Cíle a přehled studie / článku

• Korelovat hodnoty kolizních průřezů (TWCCSN2) získané lineárním TWIM a cyklickou iontovou mobilitou (cIM).
• Charakterizovat formování protomerů u osmnácti fluoroquinolonových sloučenin.
• Ověřit robustnost interní strategie odhadování CCS hodnot pomocí multi-průchodového cIM.
• Rozšířit knihovnu TWCCSN2 o osmnáct analyzů s rostoucím rozlišením cIM.

Použitá metodika a instrumentace

Analýzy probíhaly na LC-MS s reverzní fází C18 (1,7 µm, 2,1×100 mm) v gradientu 0,1 % formové kyseliny ve vodě a acetonitrilu, injekční objem 5 µl.
Detekce využívala ESI s kvadrupólem–IM–ToF (lineární TWIM, R~40 Ω/ΔΩ) a cyklickou iontovou mobilitu (R~65 až 145 Ω/ΔΩ). Pro víceprůchodové měření se prováděla přímá infuze ESI do cIM.

Hlavní výsledky a diskuse

• Lineární TWIM nedokázala plně rozeznat všechny protomery, zatímco cIM poskytla baseline separaci při R~65 a ještě lepší rozlišení při R~145.
• Rozdíl mezi lineárními a cyklickými TWCCSN2 hodnotami byl menší než 1,1 % (RMS 0,54 %).
• U osmnácti FLQ stanoveny charakteristické TWCCSN2 hodnoty; u sedmi z devíti zkoumaných se vytvořily dvě charge-site isomery, u dvou pouze jedna.
• Multi-průchodová kalibrace cIM poskytla odhady TWCCSN2 s přesností ΔCCS <2,1 % (RMS 0,97 %).
• Danofloxacin vykázal tři separované izomery, jejichž relativní CCS hodnoty byly poprvé stanoveny.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda zvyšuje kapacitu separace a poskytuje hlubší vhled do lokalizace protonačních míst, čímž zlepšuje spolehlivost a specifitu identifikace fluoroquinolonů ve farmaceutickém, potravinářském i environmentálním kontextu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další nárůst rozlišení cIM, integrace s prediktivními algoritmy pro předpověď CCS hodnot, rozšíření knihoven na nové molekulární třídy a kombinace s dalšími separačními technikami pro komplexní analýzy.

Závěr

Iontová mobilita ve spojení s masovou spektrometrií je efektivním nástrojem pro separaci a charakterizaci protomerů fluoroquinolonů. Cyklická IM a multi-průchodová strategie poskytují vysokou reprodukovatelnost a rozlišení, což umožňuje rozšíření a zpřesnění databáze CCS hodnot na osmnáct analyzů.

Reference

1. Kaufmann A, Butcher P, Maden K, Widmer M, Giles K, Uria D. Are liquid chromatography/electrospray tandem quadrupole fragmentation ratios unequivocal confirmation criteria? Rapid Commun Mass Spectrom. 2009;23(7):985–998.
2. McCullagh M, Giles K, Richardson K, Stead S, Palmer M. Investigations into the performance of travelling wave enabled conventional and cyclic ion mobility systems to characterise protomers of fluoroquinolone antibiotic residues. Rapid Commun Mass Spectrom. 2019;11–21.
3. Bush MF, Campuzano IDG, Robinson CV. Ion mobility mass spectrometry of peptide ions: effects of drift gas and calibration strategies. Anal Chem. 2012;84:7124–7130.
4. McCullagh M, Goscinny S, Palmer M, Ujma J. Investigations into pesticide charge site isomers using conventional IM and cIM systems. Talanta. 2021;234:122604.