Leveraging the MS1 Dimension and Formula Prediction in Non-Targeted Analysis of PFAS using New FluoroMatch Algorithms: Assessing Confidence and Coverage

Význam tématu

Per- a polyfluoralkylové látky (PFAS) představují skupinu vysoce perzistentních chemikálií, které se hromadí v životním prostředí a organismech. Pro jejich detekci a identifikaci jsou klíčové pokročilé ne­cílené analytické přístupy, jež umožňují objevovat známé i dosud neznámé sloučeniny bez předběžných standardů.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované práce bylo otestovat nové algoritmy softwaru FluoroMatch pro komplexní ne­cílenou analýzu PFAS v suchých krevních kapsech. Autoři sledovali úplné pokrytí pracovní postupem, včetně převodu dat, výběru nejintezivnějších iontů v MS1, filtrace ve vazbě na blank vzorky a následné predikce sumární formule.

Použitá metodika

• Extrakce PFAS ze vzorků zasušené kapky krve na papírové kartě a příslušné blank karty.
• Sběr dat v režimech full-scan MS, DDA a IE-DDA pro MS/MS fragmentaci.
• Automatizované zpracování v MZMine 4 a Profinder pro detekci hladin a filtraci blank.
• Detekce homologních řad a hromadná anotace tříd PFAS na základě mass defect a retenčního času.
• Predikce sumární formule z nejintenzivnějšího MS1 signálu s další filtrací dle atomových poměrů a nitrogen rule.

Použitá instrumentace

• Hmotnostní spektrometr Agilent 6546 LC/Q-TOF.
• Likvidní chromatografické oddělování s vysokým rozlišením (LC-HRMS).
• Režimy MS/MS, Data Dependent Acquisition (DDA) a in-source IE-DDA.

Hlavní výsledky a diskuse

• Z původních 112 detekovaných PFAS po blank filtraci zůstalo 18 sloučenin.
• FluoroMatch identifikoval 13 PFAS, které unikly cílenému QqQ screeningovému přístupu.
• Predikce sumární formule dosáhla 34 % správných přiřazení na prvním místě a 66 % v top-10 návrzích.
• Při hledání homologních řad byla úspěšnost 100 % díky využití nejběžnějších CF2 motivů.
• Interaktivní vizualizace (Kendrickovy hmotnostní defekty, chromatogramy, tabulky kandidátů) usnadňuje ověření a sdílení výsledků.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaný workflow zvyšuje rychlost a konzistenci ne­cílených analýz PFAS. Predikce sumární formule poskytuje dodatečnou vrstvu důvěry pro slabé signály či sloučeniny bez kvalitního MS/MS. Interaktivní grafické prostředí usnadňuje interpretaci rozsáhlých dat a spolupráci mezi laboratořemi.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření algoritmů na další perzistentní organické znečišťující látky.
• Integrace s umělou inteligencí pro pokročilou klasifikaci struktur.
• Validace workflow v různých maticích (voda, půda, biota) a multi-laboratorní studie.

Závěr

FluoroMatch Flow nabízí komplexní a automatizovaný přístup k ne­cílené analýze PFAS s vysokou spolehlivostí včetně predikce sumární formule. Metoda poskytuje širší pokrytí neznámých látek, zvyšuje důvěru při identifikaci a přispívá k rychlejšímu risk assessmentu PFAS v reálných vzorcích.

Reference

• Lin EZ, Koelmel J, Rennie EE, et al. DOI: 10.1007/s00216-021-03392-7