Exploring the Impact of Part Per Billion Mass Accuracy for Metabolite Identification Using Multi Reflecting Time-of-Flight MS With UPLC™ Part A
Aplikace | 2023 | WatersInstrumentace
Analýza malých molekul a identifikace metabolitů v komplexních biologických matricích je klíčová v klinické a farmaceutické praxi. Vysoká přesnost měření hmotnosti na úrovni part-per-billion (ppb) zvyšuje selektivitu a snižuje riziko falešně pozitivních detekcí.
Studie hodnotí vliv ppb hmotnostní přesnosti dosažené pomocí hybridního kvadrupólu Multi Reflecting Time-of-Flight (MRT) hmotnostního analyzátoru spojeného s UPLC na identifikaci xenobiotik a jejich metabolitů v lidské moči v režimu Data Independent Acquisition (DIA) MSE.
Zdravému dobrovolníkovi byly podány tablety karbamazepinu (2×200 mg), acetaminofenu (2×500 mg) a naproxenu (1×500 mg). Vzorky moči zředěné 1:10 byly odebírány v časech 0, 2, 4 a 6 h. Chromatografie proběhla gradientem vody a acetonitrilu (0,1 % kyseliny mravenčí) při průtoku 0,5 mL/min, teplotě kolony 40 °C a objemu injekce 5 μL. MS v režimu ES+ pokrývalo m/z 50–2400 při 10 Hz, kolizní energie 15–45 eV a rozlišení >200 000 FWHM.
Bylo dosaženo RMS chyby ~500 ppb pro 2651 detekcí v průběhu 24 h, což potvrzuje vysokou robustnost metody. Identifikovány byly konjugáty acetaminofenu (sulfát, glukuronid), naproxenu (acyl glukuronidy) a karbamazepinu (10,11-epoxid, hydroxylace, sulfonované formy). Jemná izotopová struktura sloužila jako doplňující kritérium. Vysoké rozlišení umožnilo oddělit izobarické interference v komplexní matrici a zajistit jednoznačné přiřazení analyzátů.
Další rozvoj výpočetních nástrojů a integrace umělé inteligence k automatizaci zpracování DIA dat. Rozšíření aplikace do lipidomiky, analýzy přírodních produktů a biomarkerů. Zrychlení datových toků a pokročilých filtrů pro vyšší průchodnost laboratoří.
UPLC-MRT-MS v režimu MSE s pravidelnou ppb přesností a rozlišením >200 000 FWHM umožňuje spolehlivé neřízené sledování metabolitů i xenobiotik s vysokou selektivitou a nízkou chybovostí, čímž zvyšuje efektivitu a jistotu analýz.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Analýza malých molekul a identifikace metabolitů v komplexních biologických matricích je klíčová v klinické a farmaceutické praxi. Vysoká přesnost měření hmotnosti na úrovni part-per-billion (ppb) zvyšuje selektivitu a snižuje riziko falešně pozitivních detekcí.
Cíle a přehled studie / článku
Studie hodnotí vliv ppb hmotnostní přesnosti dosažené pomocí hybridního kvadrupólu Multi Reflecting Time-of-Flight (MRT) hmotnostního analyzátoru spojeného s UPLC na identifikaci xenobiotik a jejich metabolitů v lidské moči v režimu Data Independent Acquisition (DIA) MSE.
Použitá instrumentace
- Waters SELECT SERIES™ MRT (hybridní Q-MRT-TOF)
- Waters ACQUITY UPLC I-Class Premier
- Kolona ACQUITY UPLC HSS T3 C18 (100×2,1 mm, 1,8 μm)
- Software MassLynx v4.2 a waters_connect 3.1
Použitá metodika
Zdravému dobrovolníkovi byly podány tablety karbamazepinu (2×200 mg), acetaminofenu (2×500 mg) a naproxenu (1×500 mg). Vzorky moči zředěné 1:10 byly odebírány v časech 0, 2, 4 a 6 h. Chromatografie proběhla gradientem vody a acetonitrilu (0,1 % kyseliny mravenčí) při průtoku 0,5 mL/min, teplotě kolony 40 °C a objemu injekce 5 μL. MS v režimu ES+ pokrývalo m/z 50–2400 při 10 Hz, kolizní energie 15–45 eV a rozlišení >200 000 FWHM.
Hlavní výsledky a diskuse
Bylo dosaženo RMS chyby ~500 ppb pro 2651 detekcí v průběhu 24 h, což potvrzuje vysokou robustnost metody. Identifikovány byly konjugáty acetaminofenu (sulfát, glukuronid), naproxenu (acyl glukuronidy) a karbamazepinu (10,11-epoxid, hydroxylace, sulfonované formy). Jemná izotopová struktura sloužila jako doplňující kritérium. Vysoké rozlišení umožnilo oddělit izobarické interference v komplexní matrici a zajistit jednoznačné přiřazení analyzátů.
Přínosy a praktické využití metody
- Snížení falešně pozitivních detekcí
- Rychlá nefiltrovaná (non-targeted) analýza celého vzorku
- Zvýšená důvěra v identifikaci malých molekul
- Využití v klinické toxikologii, farmaceutickém výzkumu a metabolomice
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj výpočetních nástrojů a integrace umělé inteligence k automatizaci zpracování DIA dat. Rozšíření aplikace do lipidomiky, analýzy přírodních produktů a biomarkerů. Zrychlení datových toků a pokročilých filtrů pro vyšší průchodnost laboratoří.
Závěr
UPLC-MRT-MS v režimu MSE s pravidelnou ppb přesností a rozlišením >200 000 FWHM umožňuje spolehlivé neřízené sledování metabolitů i xenobiotik s vysokou selektivitou a nízkou chybovostí, čímž zvyšuje efektivitu a jistotu analýz.
Reference
- Schymanski EL, Jeon J, Gulde R, Fenner K, Ruff M, Singer HP, Hollender J. Identifying Small Molecules via High Resolution Mass Spectrometry: Communicating Confidence. Environ Sci Technol. 2014;48(4):2097–2098.
- FDA. Guidance for Industry: Safety Testing of Drug Metabolites. Center for Drug Evaluation and Research; 2008.
- Bradshaw PR, Athersuch TJ, Stachulski AV, Wilson ID. Acyl Glucuronide Reactivity in Perspective. Drug Discovery Today. 2020;25(9):1639–1650.
- Cooper-Shepherd DA, Wildgoose J, Kozlov B, et al. Novel Hybrid Quadrupole-Multireflecting Time-of-Flight Mass Spectrometry System. J Am Soc Mass Spectrom. 2023;34(2):264–272.
- Vree TB, van den Biggelaar-Martea M, Verwey-van Wissen CP, Vree JB, Guelen PJ. Pharmacokinetics of Naproxen, Its Metabolite O-Desmethylnaproxen, and Their Acyl Glucuronides in Humans. Biopharm Drug Dispos. 1993;14(6):491–502.
- Mortensen RW, Corcoran O, Cornett C, et al. LC-1H NMR Used for Determination of the Elution Order of S-Naproxen Glucuronide Isomers in Two Isocratic Reversed-Phase LC Systems. J Pharm Biomed Anal. 2001;24(3):477–485.
- Higton D, Wilson ID, Vissers JPC, Plumb RS. Cyclic Ion Mobility Spectrometry for Acyl Glucuronides. Waters Corporation Poster; 2021.
- Lertratanangkoon K, Horning MG. Metabolism of Carbamazepine. Drug Metab Dispos. 1982;10(1):1–10.
- Bahlmann A, Brack W, Schneider RJ, Krauss M. Carbamazepine and Its Metabolites in Wastewater: Analytical Pitfalls and Occurrence in Germany and Portugal. Water Res. 2014;57:104–114.
- Richter WJ, Kriemler P, Faigle JW. Structural Characterization of Highly Polar Metabolites of Carbamazepine. In: Recent Developments in Mass Spectrometry in Biochemistry and Medicine. Boston: Springer; 1978.
- Russell JL, Spiller HA, Baker DD. Elevated Carbamazepine-10,11-Epoxide/Carbamazepine Ratio in a Fatal Ingestion. Case Rep Med. 2015;2015:369707.
- Kerr BM, Thummel KE, Wurden CJ, et al. Human Liver Carbamazepine Metabolism: Role of CYP3A4 and CYP2C8 in 10,11-Epoxide Formation. Biochem Pharmacol. 1994;47(11):1969–1979.
- Nagao T, Yukihira D, Fujimura Y, et al. Power of Isotopic Fine Structure for Unambiguous Determination of Metabolite Elemental Compositions. Anal Chim Acta. 2014;813:70–76.
- Ipsen A. Efficient Calculation of Exact Fine Structure Isotope Patterns via the Multidimensional Fourier Transform. Anal Chem. 2014;86(11):5316–5322.
- Géhin C, Holman SW. Advances in High-Resolution Mass Spectrometry Applied to Pharmaceuticals in 2020: A New Age of Information. Anal Sci Adv. 2021;2:142–156.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Exploring the Impact of Part Per Billion Mass Accuracy for Metabolite Identification using Multi Reflecting Time of Flight MS with UPLC Part B
2023|Waters|Aplikace
Application Note Exploring the Impact of Part Per Billion Mass Accuracy for Metabolite Identification using Multi Reflecting Time of Flight MS with UPLC™ Part B Michael McCullagh, Martin Palmer, David Eatough, Emma Marsden-Edwards, James I. Langridge, Dale CooperShepherd Waters Corporation…
Klíčová slova
billion, billionreflecting, reflectingexploring, exploringpart, partmetabolite, metaboliteflight, flightuplc, uplcimpact, impactidentification, identificationaccuracy, accuracyper, permulti, multimass, massusing, usingtime
THE IMPACT of PPB MASS ACCURACY UPON BIOTRANSFORMATION PRODUCT IDENTIFICATION USING NEGATIVE ION NON -TARGETED URINARY SCREENING MULTI-REFLECTING TIME-OF-FLIGHT LCMS
2023|Waters|Postery
THE IMPACT of PPB MASS ACCURACY UPON BIOTRANSFORMATION PRODUCT IDENTIFICATION USING NEGATIVE ION NON -TARGETED URINARY SCREENING MULTI-REFLECTING TIME-OF-FLIGHT LCMS 1 1 Michael McCullagh, 2Iggy Kass, 1Emma Marsden-Edwards, 1David Eatough, 1Dale Cooper-Shepherd and 1Martin Palmer. Waters Corporation, Stamford Avenue, Altrincham…
Klíčová slova
urinary, urinaryppb, ppbvolunteer, volunteerfine, finereflecting, reflectingtargeted, targetedhealthy, healthymass, masstibco, tibcoisotope, isotopedia, diafragment, fragmentxenobiotics, xenobioticsnon, nonbiotransformation
DATA INDEPENDENT ANALYSIS EVOLUTION: EXPLORING THE USE OF HIGH RESOLVING POWER MULTI- REFLECTING TIME-of-FLIGHT MASS SPECTROMETRY FOR METABOLITE IDENTIFICATION
2023|Waters|Postery
DATA INDEPENDENT ANALYSIS EVOLUTION: EXPLORING THE USE OF HIGH RESOLVING POWER MULTIREFLECTING TIME-of-FLIGHT MASS SPECTROMETRY FOR METABOLITE IDENTIFICATION 1 Michael McCullagh, 2Stephen Griffin, 1Emma Marsden-Edwards, 1David Eatough, 1Dale Cooper-Shepherd and 1Martin Palmer. Waters Corporation, Stamford Avenue, Altrincham Road, Wilmslow, SK9…
Klíčová slova
dia, diaidentfication, identficationppb, ppbmrt, mrtfragment, fragmentprecursor, precursormass, masstibco, tibcoacquistion, acquistionidentification, identificationfacilitates, facilitatesspecificity, specificityattained, attainedcriterion, criterionaccuracy
UPLC with the SELECT SERIES™ MRT for Metabolite Identification
2022|Waters|Technické články
[ PRODUCT SOLUTION ] UPLC with the SELECT SERIES™ MRT for Metabolite Identification INTRODUCTION The SELECT SERIES MRT (Figure 1) is a state-of-the-art hybrid quadrupole Multi Reflecting Time-of-Flight mass spectrometer. It provides a unique combination of ultra-high (200,000 FWHM) resolution,…
Klíčová slova
mrt, mrtmetabolite, metaboliteuplc, uplcselect, selectseries, seriesidentification, identificationproduct, productacetaminophen, acetaminophensolution, solutionglucuronide, glucuronidenaproxen, naproxenfragment, fragmentparent, parenttemperature, temperatureelemental