Unknown Identification Using KnowItAll Adaptive MS and IR Search “Real World Example”

Význam tématu

Rychlá a spolehlivá identifikace neznámých chemických látek je klíčová pro forenzní analýzu, farmaceutický výzkum a průmyslovou kontrolu kvality. Kombinace více spektrálních technik zvyšuje pravděpodobnost správného určení složení, zejména u látek s omezenou referenční dokumentací.

Cíle a přehled studie / článku

Publikace z 15. srpna 2022 od Davida Sparkmana (University of the Pacific) a Jamese Littla (Mass Spec Interpretation Services) popisuje reálný případ identifikace neznámé bílé práškové látky. Hlavním cílem je demonstrovat využití patentované Adaptive Search strategie v rámci softwaru KnowItAll pro EI-MS a IR znalostní databáze.

Použitá metodika a instrumentace

Standardní MS identifikační vyhledávání selhalo kvůli nízkému indexu kvality shody (HQI). Adaptive Search umožňuje posun hmotnostních fragmentů (Δm) mezi spektry neznámého a referenčního vzorku, čímž zachytí modifikované nebo příbuzné sloučeniny. V IR analýze byl použit režim vyhledávání směsí („Mixture 2“) pro dekonvoluci překrývajících se absorpčních pásů.

Použitá instrumentace

• KnowItAll software (Wiley) s integrovanou podporou IR, Raman, EI-MS, NMR a UV spekter
• Databáze referenčních spekter: celkem ~2,5 milionu záznamů
• FTIR spektrometr pro záznam IR spekter
• GC-MS systém s EI zdrojem pro mass spectrometry
• ChemWindows pro tvorbu a úpravu strukturálních vzorů

Hlavní výsledky a diskuse

Adaptive EI-MS search přinesla tři hlavní shody s HQI přesahující 70, identifikovala fentanylový analog s přesunem hmotnosti (Δm) a příslušnými fragmenty (např. přídavek kyslíku či odstranění trimethylsilylové skupiny). IR mix search odhalila kombinaci karbamátu a hydrochloridové soli díky charakteristickým pásům karbonylu a aminosoli. Kombinované vyhodnocení potvrdilo přítomnost jedné sloučeniny jako HCl soli v pevné fázi a jako volné báze při GC-MS analýze.

Přínosy a praktické využití metody

Adaptive Search výrazně rozšiřuje spektrální databáze o strukturně příbuzné látky a zlepšuje úspěšnost identifikace i u neexistujících referenčních záznamů. Funkce vyhledávání směsí v IR pomáhá dekonvolvovat složité vzorky, což je cenné v forenzních laboratořích a QA/QC procesech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj hybridních algoritmů kombinujících fragment-iónovou a neutrální ztrátovou shodu, rozšíření databází o novelty, využití strojového učení pro automatickou interpretaci spekter a integrace online přístupu pro rychlá rozhodnutí v provozu.

Závěr

Ukázaný případ potvrzuje, že multi-spektrální přístup a adaptivní vyhledávací strategie v KnowItAll zásadně zvyšují schopnost detekovat nové nebo modifikované látky. Tato metodologie nabízí robustní řešení pro moderní analytické laboratoře.

Reference

• Moorthy A., Wallace W., Kearsley A. J., Tchekhovskoi D., Stein S., 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.