Novel Wiley Adaptive MS Search for the Identification of Unknowns

Adaptivní vyhledávání ve hmotnostní spektrometrii: KnowItAll Adaptive Search

Význam tématu:
Adaptivní vyhledávání v knihovnách hmotnostních spekter rozšiřuje možnosti identifikace neznámých látek tam, kde standardní podobnostní vyhledávání selhává. Umožňuje detekovat sloučeniny, u nichž se vyskytují izotopové či fragmentační posuny hmotnosti, a tak přispívá ke spolehlivější charakterizaci vzorků v oblastech forenzní chemie, farmacie i průmyslové analýzy.

Cíle a přehled studie:

• Prezentovat principy adaptivního vyhledávání v softwaru KnowItAll Adaptive Search.
• Porovnat výsledky klasického similarity search s novou metodou.
• Ukázat praktické přínosy při detekci neznámých látek mimo referenční knihovny.

Použitá metodika a instrumentace:

• Software: KnowItAll Adaptive Search (Wiley) založené na patentovaném algoritmu kombinujícím fragment-iontové a neutral-loss srovnávání.
• Metoda: jednorozměrný dot-product Cosine pro vyhodnocení kvality shody spekter, posouvání fragmentů o rozdíl nominální hmotnosti (∆m).
• Instrumentace: hmotnostní spektrometrie s elektronovou ionizací (EI) doplněná knihovnami referenčních spekter (Wiley, NIST).

Hlavní výsledky a diskuse:

• Adaptivní vyhledávání přineslo shody nenalezené standardním similarity search.
• Sloučeniny s odlišnými fragmenty byly identifikovány díky posunutým pí-kům a vyhodnocení ∆m-info, které také naznačuje možné náhrady atomů či podstrukturních jednotek.
• Doporučení pro uživatele: zadat přesnou nebo odhadnutou molekulovou hmotnost, využít funkci automatického odhadu, sledovat pole Replacement pro návrhy strukturálních změn.

Přínosy a praktické využití metody:

• Rozšíření možnosti využití stávajících knihoven pro charakterizaci neznámých vzorků.
• Podpora forenzních analýz, detekce lékových derivátů a průmyslové kontroly kvality.
• Možnost navržení hypotéz struktur neznámých sloučenin na základě delta-hmotnosti.

Budoucí trendy a možnosti využití:

• Integrace adaptivního vyhledávání s dalšími analytickými daty (IR, NMR, vysoká hmotnostní přesnost).
• Automatizace a strojové učení pro predikci delta-mass kompenzací.
• Rozšíření knihoven a sdílení uživatelských adaptivních výsledků.

Závěr:
KnowItAll Adaptive Search významně zvyšuje úspěšnost identifikace neznámých látek tam, kde tradiční metody selhávají. Díky posuvům fragmentů a vyhodnocení delta-hmotnosti nabízí nové vodítko pro strukturální návrhy a rozšiřuje využití existujících spektrálních knihoven.

Reference:

1. A. Moorthy, W. Wallace, A. J. Kearsley, D. Tchekhovskoi, S. Stein. Combining Fragment-Ion and Neutral-Loss Matching during Mass Spectral Library Searching: A New General Purpose Algorithm Applicable to Illicit Drug Identification. Analytical Chemistry, 2017, 89(24), 13261–13268.