Multiple C-Trap or HCD Fills as a Tool for Massive Parallelization of Orbitrap Mass Spectrometry – A New Concept for Targeted Mass Analysis

Význam tématu

Spektrální multiplexování na Orbitrap hmotnostních spektrometrech představuje klíčový nástroj pro současné zvýšení průchodnosti analýz a rozšíření dynamického rozsahu detekce. V praxi to umožňuje párátkovou paralelizaci záznamu až desítek předkursorů v jednočtecím cyklu, čímž se výrazně zkracuje doba analýzy a zvyšuje objem získaných dat bez kompromisu na citlivosti.

Cíle a přehled studie / článku

Práce popisuje nový koncept vícenásobného plnění C-Trapu a HCD buňky pro paralelní detekci předkursorů na přístroji Thermo Scientific Q Exactive. Hlavním cílem je demonstrovat možnosti zvýšení frekvence detekce až nad 100 předkursorů za sekundu a dosažení dynamického rozsahu přes 320 000 v jediném skenu.

Použitá metodika a instrumentace

Spektrální multiplexování je realizováno ko-injekcí více izolovaných oken předkursorů do C-Trapu, případně následně do HCD buňky. Více injekcí s různými časy nebo energií srážek se kombinuje do jediného Orbitrap měření.

• Ionizace: ESI zdroj s S-lens pro vyšší přenos iontů
• Filtrace: kvadrupól pro volbu izolačních oken
• Akumulace: C-Trap pro uložení iontů
• Dekompozice: HCD buňka se stepped collision energy
• Detekce: Orbitrap analyzátor nastavený až na RP 140 000

Hlavní výsledky a diskuse

Byla demonstrována 10násobná multiplexace spekter při rozlišení 140 000, přičemž výsledné spektrum zachovává očekávané rozdělení iontů. Při rozlišení 17 500 dosahuje efektivní rychlosti nad 100 předkursorů/s. Dynamický rozsah v jednom skenu překročil 320 000. Analýza směsi 48 pesticidů pomocí 4násobného multiplexu potvrdila konzistentní kvantitativní výsledky a cyklový čas kratší než 1 s.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšení throughput: kratší doba analýzy pro cílené aplikace, vhodné pro rychlé chromatografické separace
• Rozšíření dynamického rozsahu: detekce slabě a silně zastoupených látek v jednom skenovacím cyklu
• Flexibilita fragmentace: implementace stepped collision energy bez ztráty rychlosti

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj multiplexních technik pro neřízené metabolomické a proteomické analýzy, kombinace s iontovými mobilitami a využití pokročilých algoritmů pro dekonvoluci překrývajících se spekter. Integrace do vysoce propustných pracovních postupů v klinické diagnostice a environmentální analytice má zásadní potenciál.

Závěr

Představená metoda vícenásobného plnění C-Trapu a HCD buňky významně zvyšuje rychlost a šíři kvalitativních i kvantitativních dat na Orbitrap přístrojích. Úspěšné aplikace na cílené kontrastní analýze pesticidů a kalibrační substance potvrzují vysoký přínos pro moderní analytickou chemii.

Reference