Targeted MS Imaging Solution with DESI XS and XEVO TQ Absolute

Význam tématu

Citlivá a selektivní molekulární zobrazovací analýza přímo z povrchů vzorků je klíčová pro výzkum biomarkerů, farmakokinetiky, farmakodynamiky, toxikologie a QA/QC v průmyslové analytice. Cílené MS zobrazování (Targeted MS Imaging) umožňuje sledovat nízkoúrovňové sloučeniny a jejich prostorové rozložení rychleji a s vyšší přesností než plnospektrální přístupy.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem je demonstrovat výhody spojením zdroje DESI XS a tandemové kvadrupólové hmotnostní spektrometrie Xevo TQ Absolute. Studie ukazuje:

• zvýšení citlivosti až pětinásobně oproti HRMS zobrazování,
• rychlou akvizici rozsáhlých souborů dat s biologickými replikáty,
• zjednodušení kvantifikačních workflow a snížení operačních nákladů.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda spočívá v mnohonásobném reakčním monitoringu (MRM) cílených molekul po přímé ionizaci DESI XS ze vzorkové plochy. Kombinace zahrnuje:

• DESI XS zdroj s vysokovýkonným sprayerem a vyhřívanou transportní linkou,
• Xevo TQ Absolute – tandemový kvadrupól s vynikající citlivostí, linearitou a dynamickým rozsahem,
• HDI 1.7 software pro multimodální zobrazování a integrované zpracování dat,
• MSI MicroApps (Segmentation Browser, Analyte Browser, Realtime Viewer, MSI Quantify) pro rychlou analýzu, klastrování, anotaci a kvantifikaci.

Hlavní výsledky a diskuse

Studie prokázala:

• detekci lipidů specifických fosfolipidů v myší mozkové tkáni,
• znatelné zobrazení léčiva gefitinibu a 16 jeho metabolitů v časové řadě po dávce,
• pětinásobné zvýšení citlivosti oproti HRMS pro nízkokoncentrované analyty,
• možnost analýzy větších studijních kohort s lepší statistickou robustností,
• integraci kvantifikačních workflow v rámci MSI Quantify MicroApp s extrakcí signálů z ROI, normalizací a tvorbou kalibračních křivek.

Tabulka porovnání spotřeby energie a plynu mezi Xevo TQ Absolute a konkurenčním systémem Sciex 7500 ukázala významné úspory elektrické energie (1560 vs. 3077 W), plynu (23 vs. 52 L/min) a tepelného výkonu (5323 vs. 10 500 Btu/h).

Přínosy a praktické využití metody

Cílené MS zobrazování s DESI XS a Xevo TQ Absolute umožňuje:

• rychlejší analýzu velkých souborů vzorků a biologických replikátů,
• přímou vizualizaci známých biomarkerů, API, metabolitů v nízkých koncentracích,
• zjednodušení workflow bez nutnosti následných kroků jako laserová mikrodisekce a LC-MS,
• snížení objemu dat a zátěže při interpretaci díky cílenému režimu MRM,
• ekonomičtější provoz laboratoře díky úsporám energie, plynu a chladicího výkonu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj:

• rozšíření cílených protokolů na nové třídy látek,
• propojení s iontovou mobilitou pro separaci izobarických struktur,
• vylepšení softwarových modulů a automatizace analýzy s AI podporou,
• implementace v klinickém výzkumu, farmakoepidemiologii, forenzních a environmentálních studiích,
• zvýšený důraz na udržitelnost a optimalizaci spotřeby zdrojů.

Závěr

Integrace DESI XS se Xevo TQ Absolute přináší výrazné zlepšení citlivosti, produktivity a kvality cíleného MS zobrazování. Metoda se osvědčila při vizualizaci nízkoúrovňových biomarkerů a metabolitů, usnadnila kvantifikační workflow a současně snížila provozní náklady a ekologickou stopu analýz.

Reference

Waters Corporation. Targeted MS Imaging Solution with DESI XS and Xevo TQ Absolute; Application Note; červen 2023.