Škola MS: Nové možnosti orbitálních pastí

Význam tématu

Orbitrapové a další elektrostatické pasti představují klíčová řešení ve vysoce rozlišovací hmotnostní spektrometrii. Díky svým vlastnostem – vysokému rozlišení, přesné kvantifikaci i identifikaci a schopnosti měřit izotopové poměry – nacházejí uplatnění v omics studích, biofarmaceutické analýze, forenzní diagnostice i IRMS.

Cíle a přehled studie

Prezentace mapuje vývoj orbitrapových a souvisejících elektrostatických pastí, hodnotí jejich datový prostředek a předvádí nové možnosti instrumentálních konfigurací. Klíčovým cílem je představení modifikovaných mr-ToF systémů a nového Astral analyzátoru, které slibují zásadní nárůst analytického výkonu.

Použitá metodika a instrumentace

• Orbitrap pro IRMS s rozlišením R = 240 000
• Kombinace Orbitrapu s kvadrupólem (Q) a lineární iontovou pastí (LIT)
• Modifikace mr-ToF analyzátoru podle patentů US 9136101 B2 (2015) a US 10964520 B2 (2021)
• Astral Analyzer (Asymmetric TRAck Lossless) ve spojení s Ion Routing Multipole a Ion Processor
• Srovnání současných high-end systémů: EXPLORIS, ECLIPSE, ASCEND, IQ-X a ASTRAL

Hlavní výsledky a diskuse

Orbitrap pro IRMS prokázal schopnost přesného měření izotopových poměrů. V omics aplikacích bylo identifikováno přes 15 000 proteinů při hmotnosti kolem 50 kDa. Pro zpracování až 750 000 látek za 60 min (cca 200 MS/MS událostí za sekundu) se ukázaly klíčové úpravy rychlých cyklů a rozšíření na více analyzátorů.

Přínosy a praktické využití metody

Díky zvýšené rychlosti a rozlišení lze provádět komplexní diagnostiku onemocnění, sledovat biofarmaka v reálném čase a realizovat rozsáhlé omics studie. Metoda umožňuje simultánní kvantifikaci, identifikaci a stanovení izotopových poměrů v jediném analytickém běhu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj multi-analyzátorových konfigurací a nových typů elektrostatických pastí. Rozšíření DIA strategií v omics a nasazení Astral analyzátoru slibují rychlejší MS/MS cykly, hlubší proteomickou pokrytí a širší spektrum aplikací v průmyslové a klinické analytice.

Závěr

Orbitrap a přidružené elektrostatické pasti představují moderní pilíře high-end hmotnostní spektrometrie. Integrace nových analyzátorů, zejména Astral, otevírá cestu k nárůstu výkonu i datové hloubky a přispívá k rozvoji pokročilých aplikací od biofarmacie po izotopové analýzy.

Reference

• Patent US 9136101 B2, publikováno 15. 9. 2015
• Patent US 10964520 B2, publikováno 30. 3. 2021