High quality curated HRAM MSn spectral libraries and real time library search for the confident annotation of flavonoids in tea

Význam tématu

Znalost metabolického profilu rostlinných produktů, jako je čaj, je klíčová pro pochopení jejich zdravotních účinků a kvality. Real-time library search v kombinaci s vysoce kvalitními HRAM MSn spektrálními knihovnami umožňuje rychlou a přesnou identifikaci flavonoidů a usnadňuje interpretaci netargetovaných metabolomických dat.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vytvořit a ověřit workflow pro hloubkovou analýzu flavonoidů v čajových extraktech za použití HRAM MSn knihovny a RTLS. Hlavní fáze zahrnovaly:

• Vytvoření spektrální knihovny z 40 autentických flavonoidových standardů.
• Optimalizaci LC-MS metody na systému Vanquish Horizon UHPLC a Orbitrap IQ-X Tribrid.
• Implementaci inteligentního akvizičního režimu AcquireX a RTLS pro směřování MSn dat.
• Analýzu zeleného, černého a bylinného čaje s následnou anotací flavonoidů.

Použitá metodika a instrumentace

Separační technika: Vanquish Horizon UHPLC s kolonkou Accucore C18+ (2,1×150 mm, 1,5 µm), gradient 0,1 % FA ve vodě/methanolu, 200 µL/min, 55 °C.
Spektrometrie: Orbitrap IQ-X Tribrid MS s akvizičními režimy:

• AcquireX Deep Scan pro iterativní vytváření vylučovacího a inkluzního seznamu.
• RTLS (Met-IQ) pro real-time porovnávání MS/MS spekter s knihovnou mzVault.
• Fragmentace metodami HCD, CID a UVPD pro sběr MS2–MS5 dat.

Software: Mass Frontier 8.0 pro zpracování MSn stromu, Compound Discoverer 3.3 pro anotaci a statistickou analýzu, mzVault 2.3 pro tvorbu spektrálních knihoven.

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace RTLS vedla ke zvýšení počtu vyvolaných MS3 spekter z 416 na 591. Díky workflowu bylo v čajových extraktech identifikováno téměř 100 dalších putativních flavonoidů oproti klasickému přístupu bez RTLS. Kombinace AcquireX a real-time knihovny zlepšila hloubku metabolomického pokrytí a spolehlivost anotací.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšení přesnosti a rychlosti identifikace flavonoidů v komplexních matricích.
• Vhodné pro výzkum kvality a zdravotních účinků čajových produktů.
• Uplatnění v QA/QC laboratořích při validaci a monitoringu bioaktivních látek.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření knihoven o další třídy metabolitů (alkaloidy, fenolické kyseliny).
• Integrace strojového učení pro automatizaci interpretace MSn dat.
• Využití workflow v klinické metabolomice a nutrigenomice pro studium vlivu potravin na lidské zdraví.

Závěr

Popisované workflow využívající HRAM MSn spektrální knihovny a RTLS představuje efektivní strategii pro hlubokou a spolehlivou anotaci flavonoidů v čaji. Implementace inteligentního akvizičního režimu zvýšila počet detekovaných putativních flavonoidů a jejich strukturální charakterizaci, což přispívá k rozvoji netargetované metabolomiky.