Novel Algorithms and Visualizations for Discovering Polymers and Chemical Series in Industrial and Environmental Applications
Postery | 2022 | Agilent Technologies | ASMSInstrumentace
Polymery a chemické série se vyskytují v širokém spektru průmyslových a environmentálních aplikací – od detergentů a emulgátorů po lubrikanty a plasty. Jejich fyzikálně-chemické vlastnosti a potenciální zdravotní rizika závisí na struktuře jednotlivých molekul, včetně počtu opakujících se jednotek a stupně nenasycenosti. Detailní charakterizace na molekulární úrovni je proto klíčová pro zajištění kvality, bezpečnosti a optimalizaci funkcí těchto materiálů.
Cílem prezentovaného workflow je nabídnout robustní a snadno použitelné nástroje pro neřízenou (non-targeted) analýzu polymerů a chemických řad, konkrétně polysorbátů, polysorbitů a polyethylenglykolů (PEG). Navazuje na předchozí úspěchy metod LipidMatch a FluoroMatch a rozšiřuje je o rozsáhlé knihovny fragmentačních pravidel a vizualizační moduly pro průmyslové i environmentální vzorky.
Workflow PolyMatch zahrnuje několik hlavních kroků:
Analýza ukázala, že nové algoritmy spolehlivě rozpoznávají opakující se jednotky a chemické řady ve složitých směsích. Kombinace několika typů důkazů (hmotnostní defekt, retenční čas, fragmentační vzory) výrazně zvyšuje úspěšnost klasifikace i u nízkointenzivních signálů. Interaktivní vizualizační nástroje navíc umožňují rychlé ověření identifikací a objev nových neznámých starších řad.
Metoda poskytuje laboratorním i průmyslovým analytikům:
Další rozvoj se zaměří na:
Nové workflow PolyMatch spolu s vizualizačním modulem PolyVI představuje inovativní přístup k neřízené analýze polymerních a chemických řad. Díky rozsáhlým knihovnám a vícedůkazové anotaci lze dosáhnout vysoké spolehlivosti a detailu identifikací ve složitých průmyslových a environmentálních matricích.
Software, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníŽivotní prostředí, Průmysl a chemie
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Polymery a chemické série se vyskytují v širokém spektru průmyslových a environmentálních aplikací – od detergentů a emulgátorů po lubrikanty a plasty. Jejich fyzikálně-chemické vlastnosti a potenciální zdravotní rizika závisí na struktuře jednotlivých molekul, včetně počtu opakujících se jednotek a stupně nenasycenosti. Detailní charakterizace na molekulární úrovni je proto klíčová pro zajištění kvality, bezpečnosti a optimalizaci funkcí těchto materiálů.
Cíle a přehled studie
Cílem prezentovaného workflow je nabídnout robustní a snadno použitelné nástroje pro neřízenou (non-targeted) analýzu polymerů a chemických řad, konkrétně polysorbátů, polysorbitů a polyethylenglykolů (PEG). Navazuje na předchozí úspěchy metod LipidMatch a FluoroMatch a rozšiřuje je o rozsáhlé knihovny fragmentačních pravidel a vizualizační moduly pro průmyslové i environmentální vzorky.
Použitá instrumentace
- Hmotnostní spektrometrie LC/Q-TOF: Agilent 6546
- Režimy sběru dat: DDA (data dependent acquisition), iterativní vylučovací MS/MS, cílené MS/MS
Použitá metodika
Workflow PolyMatch zahrnuje několik hlavních kroků:
- Import dat: Převod surových MS a MS/MS dat, včetně Agilent Mass Profiler výstupů.
- Filtrování pozadí: Odstranění šumu a blanků pro zvýšení čistoty dat.
- Annotace: S využitím přesné hmotnosti, hmotnostního defektu, retenčního času a homologních řad se sestavují skupiny souvisejících sloučenin.
- Knihovny: Více než 150 000 kombinací pro 16 tříd polysorbátů, polysorbitů a PEG; dále samostatná knihovna >64 000 PEG fragmentů.
- Vizualizace: PolyVI umožňuje interaktivní prohlížení mass defect plotů, RT vs m/z grafů, anotovaných MS/MS spekter a tabulek důkazních dat.
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza ukázala, že nové algoritmy spolehlivě rozpoznávají opakující se jednotky a chemické řady ve složitých směsích. Kombinace několika typů důkazů (hmotnostní defekt, retenční čas, fragmentační vzory) výrazně zvyšuje úspěšnost klasifikace i u nízkointenzivních signálů. Interaktivní vizualizační nástroje navíc umožňují rychlé ověření identifikací a objev nových neznámých starších řad.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda poskytuje laboratorním i průmyslovým analytikům:
- Rychlou a komplexní charakterizaci polymerních směsí bez nutnosti cílených standardů.
- Možnost vytvářet vlastní knihovny dle specifických potřeb zákazníka či projektu.
- Ucelený software balík pro import, zpracování, anotaci a vizualizaci výsledků.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj se zaměří na:
- Integraci EIC (extracted ion chromatogram) vizualizace pro sledování jednotlivých iontů.
- Pokročilou analýzu izotopových vzorů pro lepší odlišení izobarických složek.
- Statistické moduly pro komparativní studie více vzorků a kondicionální analýzy.
Závěr
Nové workflow PolyMatch spolu s vizualizačním modulem PolyVI představuje inovativní přístup k neřízené analýze polymerních a chemických řad. Díky rozsáhlým knihovnám a vícedůkazové anotaci lze dosáhnout vysoké spolehlivosti a detailu identifikací ve složitých průmyslových a environmentálních matricích.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Non-targeted analysis, interactive visualization, and online sharing of interactive LC-HRMS/MS data of polymers using a comprehensive software PolyMatch Suite
2024|Agilent Technologies|Postery
Non-targeted analysis, interactive visualization, and online sharing of interactive LC-HRMS/MS data of polymers using a comprehensive software PolyMatch Suite Introduction Jeremy Koelmel [1]; David A Weil [2]; Emma E. Rennie* [2]; Paul Stelben [1]; Nicholas Oranzi [3]; Michael Kummer [4];…
Klíčová slova
polymatch, polymatchdda, ddaabc, abchrms, hrmslibraries, librariespicking, pickingannotations, annotationsdata, datainteractive, interactiveannotation, annotationexist, existweblink, weblinkevidence, evidenceplots, plotsown
Comprehensive Investigation of Polymer Oxidation using Interactive Visualizations and User Modified Libraries in PolyMatchSuite
2025|Agilent Technologies|Postery
Poster Reprint ASMS 2025 Poster number ThP 752 Comprehensive Investigation of Polymer Oxidation using Interactive Visualizations and User Modified Libraries in PolyMatch Suite Wendi A Hale1; Jeremy P Koelmel2; Nicholas Oranzi3; David Weil4; Emma E. Rennie4; Paul Stelben2; Michael Kummer5;…
Klíčová slova
polymatch, polymatchyes, yespolysorbate, polysorbateoxidized, oxidizedgroups, groupspeg, pegpolyoxyethylene, polyoxyethylenepoe, poesuite, suitepolyethylene, polyethyleneoxidation, oxidationpolymer, polymerdefect, defectinteractive, interactivesurfactant
Reducing the Complexity of Polysorbate Oxidation By-Product Screening by LC/MS/MS
2025|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Biopharma/Pharma Reducing the Complexity of Polysorbate Oxidation By-Product Screening by LC/MS/MS Using an Agilent AdvanceBio Surfactant Profiling HPLC column Authors Wendi A. Hale Agilent Technologies, Inc. Jeremy P. Koelmel and Krystal J. Godri Pollitt School of Public Health,…
Klíčová slova
polymatch, polymatchmonohydroperoxy, monohydroperoxypolysorbate, polysorbateoleate, oleateoxidized, oxidizedcounts, countsoxidation, oxidationsurfactant, surfactantmass, massannotated, annotatedretention, retentionversus, versusadvancebio, advancebiotime, timepicking
Leveraging the MS1 Dimension and Formula Prediction in Non-Targeted Analysis of PFAS using New FluoroMatch Algorithms: Assessing Confidence and Coverage
2024|Agilent Technologies|Postery
Leveraging the MS1 Dimension and Formula Prediction in Non-Targeted Analysis of PFAS using New FluoroMatch Algorithms: Assessing Confidence and Coverage David Schiessel* [1]; Jeremy Koelmel [2]; Michael Kummer [1]; David Godri [3]; Sheng Liu [2]; Elizabeth Z. Lin [2]; John…
Klíčová slova
fluoromatch, fluoromatchformula, formulaprediction, predictionhomologous, homologousisotopic, isotopicdefect, defectdda, ddaannotation, annotationvisualizations, visualizationsabc, abcpicking, pickingfeatures, featuresseries, seriesworkflow, workflowalongside