HRdm 2.0: Maximize Your IM Resolution Without Sacrificing Drift Range, Mass Range, or Data Acquisition Time

Význam tématu

Ion mobility mass spectrometry (IM-MS) se stává nezastupitelným nástrojem pro analýzu složitých vzorků, protože poskytuje dimenzi kolizního průřezu iontů (CCS), která umožňuje rozlišení izomerů a hlubší charakterizaci biologických a chemických procesů.

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje rozšíření softwaru HRdm 2.0 pro komerční driftovou trubicovou IM-MS platformu Agilent 6560. Cílem je dosáhnout vysokého rozlišení driftu (až R = 250) při zachování širokého rozsahu driftových a hmotnostních dat a krátké doby akvizice vhodné pro LC-MS workflow.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika kombinuje následující kroky:

• Multiplexní akvizici iontů řízenou pseudo-náhodnou binární sekvencí (3-, 4-, 5-bit), která zvyšuje poměr signál/šum a dynamický rozsah díky efektivnímu 50% duty cycle.
• Interpolaci TOF transientů pomocí PNNL PreProcessoru pro zvýšení vzorkovací frekvence ze 8 000 na až 24 000 transientů/s a vyhlazení Gaussovských signálů.
• Simultánní demultiplexing a dekonvoluci pomocí modelu Gaussian tvaru peaků, který vychází z rozsáhlého matematického popisu Agilent 6560 a měření referenčních standardů.

• Agilent 6560 Drift Tube IM-MS s LC/Q-TOF
• MassHunter Acquisition SW 11.0
• PNNL PreProcessor, IMMS Browser, MassProfiler

Hlavní výsledky a diskuse

HRdm 2.0 zvyšuje driftové rozlišení z původních R ≈ 50 až na R ≈ 250, aniž by se prodloužil trapovací cyklus. Interpolace TOF transientů vyhlazuje signál a demultiplexing s dekonvolucí umožňují rozdělit blízké izomery (leucinové lipidové standardy) při R ≈ 200 v reálném čase LC.

Přínosy a praktické využití metody

Tato platforma nabízí vysoké rozlišení i citlivost ve stejném běhu LC-MS, což je ideální pro rychlé UHPLC-LC/MS analýzy v proteomice, lipidomice, metabolomice a QA/QC v průmyslové i akademické praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování zahrnuje rozšíření pseudo-náhodných sekvencí, vylepšení dekonvolučních algoritmů a integraci strojového učení pro automatizovanou identifikaci CCS. Metoda se otevírá pro klinické diagnózy, environmentální monitoring i pokročilou průmyslovou kontrolu kvality.

Závěr

Agilent 6560 IM-MS s HRdm 2.0 představuje špičkovou kombinaci vysokého rozlišení driftu, rychlé akvizice a širokého rozsahu dat. Tento nástroj je vhodný pro požadavky neznámých (untargeted) i cílených analýz v mnoha oblastech chemické a biologické výzkumu.

Reference

• Stow S. et al. Anal. Chem. 2017, 89, 9048–9055
• May J. et al. Anal. Chem. 2020, 92(14), 9482–9492
• Causon T. et al. Anal. Bioanal. Chem. 2019, 411, 6265–6274
• Clowers B. et al. Anal. Chem. 2008, 80, 2464–2473
• Bilbao A. J. Proteome Res. 2021, doi:10.1021/acs.jproteome.1c00425