System suitability testing of LC-IMS-HRMS for metabolomics applications

Význam tématu

V rámci vysoce výkonného metabolomického workflow založeného na kombinaci kapalné chromatografie, iontové mobility a vysokým rozlišením hmotnostní spektrometrie je klíčové zajistit konzistentní kvalitu a reprodukovatelnost dat při dlouhodobém sledování velkých souborů vzorků. System suitability test (SST) poskytuje rychlý způsob ověření přesnosti hmotnostních měr, retence, fragmentačních vzorů i kolizního průřezu (CCS), čímž minimalizuje manuální zásahy a riziko chybných anotací v rámci metabolomických studií.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout krátký, pětiminutový SST protokol pro nastavení Agilent 1290 Infinity II LC a Bruker timsTOF Pro 2 s VIP-HESI zdrojem. Pro testovací směs bylo zvoleno 18 standardů pokrývajících hmotnostní rozsah ~100–550 m/z, vhodných polarit i izomerů. Studie hodnotila výkon systému v pozitivním i negativním režimu přes 50 po sobě jdoucích injekcí, s důrazem na robustnost parametrů a automatizované vyhodnocení pomocí softwaru TASQ RealTimeQC 2023b.

Použitá metodika a instrumentace

Seznam klíčové instrumentace a nastavení:

• LC systém: Agilent 1290 Infinity II
• Kolona: Avantor ACE Excel AQ, 2.1×100 mm, 2 µm, 50 °C
• Mobilní fáze: A – 0,1 % kyseliny formiové ve vodě, B – 0,1 % kyseliny formiové v acetonitrilu
• Gradient: 0 min 99 % B; 2,5 min 40 % B; 2,6–3,3 min 1 % B; 3,4–5,0 min 99 % B; průtok 600 µL min⁻¹
• MS systém: Bruker timsTOF Pro 2, VIP-HESI zdroj, ESI (+)/(–), scan 20–1300 m/z, mobility 0,1–1,5 1/K0
• Zpřesněná akvizice: prm-PASEF
• Kalibrace: automatizovaná sodná formiátová a Agilent TuneMix
• Software: TASQ RealTimeQC 2023b pro vyhodnocení retence, hmotnostní přesnost, izotopové vzory, MS/MS a CCS

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila spolehlivou chromatografickou separaci isomerů leucinu a isoleucinu do 7 minut a rozlišení trisacharidů melezitózy a maltótriózy na základě mobility. MS/MS fragmentační spektra vykázala vysokou kvalitu a shodu s NIST knihovnou. Při 50 opakovaných bězích v obou polaritách byly udrženy stabilní parametry:

• Relativní odchylka retenčních časů a CCS < 2 %
• Hmotnostní přesnost < 5 ppm
• Konstantní výtěžky fragmentů a izotopové vzory

Analýza příkladu riboflavinu demonstrovala konzistentní průběh plošných intenzit, retence, přesnosti měr a fragmentace po celou dobu sekvence.

Přínosy a praktické využití metody

Standardizovaný SST protokol nabízí rychlou validaci celého LC-IMS-HRMS systému do 90 minut, integruje kvalifikaci po instalaci i pravidelnou kontrolu během dlouhých analýz. Automatizované zpracování a reportování v jednom nástroji redukuje administrativní zátěž a předchází degradaci datových výstupů či skrytým hardwarovým poruchám.

Budoucí trendy a možnosti využití

Plánované rozšíření zahrnuje sledování průběhu tvaru špiček a zpětného tlaku kolony, doplnění dlouhodobých vizualizací trendů a integraci dalších kvalifikačních parametrů. Koncept lze adaptovat na jiné LC-IMS-MS konfigurace i klinické či průmyslové laboratoře, rozšířit o nové metabolity či matrice.

Závěr

Byl vyvinut a ověřen robustní, rychlý SST protokol pro LC-IMS-HRMS metabolomiku na bázi 18 referenčních standardů. Metoda potvrzuje vysokou přesnost a stabilitu všech klíčových kvalitativních a kvantitativních parametrů a je připravena pro rutinní nasazení v kvalitativních i kvantitativních metabolomických aplikacích.

Reference

• Žádné externí reference uvedeny v textu