DPiMS-MS (PESI) combined with vacuum differential mobility spectrometry for rapid forensic analysis
Postery | 2024 | Shimadzu | ASMSInstrumentace
Ambientní ionizační metody hmotnostní spektrometrie umožňují rychlou a minimálně invazivní analýzu biologických vzorků, což je zásadní pro forenzní vyšetřování a klinický screening. Absence chromatografické separace zkracuje dobu stanovení, ale zvyšuje riziko chemického šumu a izobarických interferencí. Vakuová diferenciální mobilitní spektrometrie (vDMS) nabízí dodatečnou dimenzi separace, která může tyto problémy efektivně řešit.
Cílem studie bylo implementovat prototyp vakua-DMS do systému Shimadzu DPiMS-8060 (PESI) a prokázat jeho schopnost při rychlé a selektivní analýze malých molekul (paracetamol, metformin) a steroidu kortizolu v umělé slině. Studie demonstruje optimalizaci parametrů pole a ukazuje snížení šumu a eliminaci izobarických interferencí.
vDMS buňka byla umístěna mezi desolvační linku a Q¹ při tlaku 33 mbar. Pole bylo nastavováno v jednotkách Townsend (Td) pomocí rozpínacího (EdN) a korekčního (EcN) pole. Analýzy probíhaly v pozitivním režimu, data akumuloval software LabSolutions a proprietární PESI MS aplikace.
Optimalizovaná kombinace EdN/EcN umožnila selektivní přenos iontů kortizolu (m/z 363 H⁺, 386 Na⁺, 401 K⁺) a současné potlačení interferencí z matice.
Bez vDMS se v chromatogramu m/z 363 objevovalo několik šumových signálů, které mohly vést k falešně pozitivním výsledkům. Po aplikaci vDMS tyto nežádoucí signály zcela vymizely, přičemž analytické addukty kortizolu zůstaly zachovány.
U paracetamolu a metforminu v umělé slině bylo možné za středních hodnot EdN oddělit interferenční složky z rozpouštědla nebo matice.
Očekává se rozšíření vDMS-MS technik do rutinní forenzní praxe pro screening drog a biomarkerů. Další vývoj se zaměří na optimalizaci parametrů pole pro širší spektrum látek a na integraci s on-site detekčními systémy, včetně AI-podpory.
Integrace vakua-DMS do PESI-MS systémů značně zlepšuje selektivitu analýzy malých molekul ve složitých matricích bez obětí rychlosti. Metoda nabízí slibný přístup pro forenzní a klinické aplikace, kde je klíčová vysoká spolehlivost a krátký čas stanovení.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníForenzní analýza a toxikologie
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Ambientní ionizační metody hmotnostní spektrometrie umožňují rychlou a minimálně invazivní analýzu biologických vzorků, což je zásadní pro forenzní vyšetřování a klinický screening. Absence chromatografické separace zkracuje dobu stanovení, ale zvyšuje riziko chemického šumu a izobarických interferencí. Vakuová diferenciální mobilitní spektrometrie (vDMS) nabízí dodatečnou dimenzi separace, která může tyto problémy efektivně řešit.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo implementovat prototyp vakua-DMS do systému Shimadzu DPiMS-8060 (PESI) a prokázat jeho schopnost při rychlé a selektivní analýze malých molekul (paracetamol, metformin) a steroidu kortizolu v umělé slině. Studie demonstruje optimalizaci parametrů pole a ukazuje snížení šumu a eliminaci izobarických interferencí.
Použitá instrumentace
- Shimadzu DPiMS-8060 (PESI) s prototypem vDMS
- Tripolární kvadrupólový analyzátor
- Softwarové vybavení LabSolutions v5.97 a proprietární PESI MS řešení
Použitá metodika
vDMS buňka byla umístěna mezi desolvační linku a Q¹ při tlaku 33 mbar. Pole bylo nastavováno v jednotkách Townsend (Td) pomocí rozpínacího (EdN) a korekčního (EcN) pole. Analýzy probíhaly v pozitivním režimu, data akumuloval software LabSolutions a proprietární PESI MS aplikace.
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizovaná kombinace EdN/EcN umožnila selektivní přenos iontů kortizolu (m/z 363 H⁺, 386 Na⁺, 401 K⁺) a současné potlačení interferencí z matice.
Bez vDMS se v chromatogramu m/z 363 objevovalo několik šumových signálů, které mohly vést k falešně pozitivním výsledkům. Po aplikaci vDMS tyto nežádoucí signály zcela vymizely, přičemž analytické addukty kortizolu zůstaly zachovány.
U paracetamolu a metforminu v umělé slině bylo možné za středních hodnot EdN oddělit interferenční složky z rozpouštědla nebo matice.
Přínosy a praktické využití metody
- Zvýšená selektivita bez prodloužení analýzy
- Snížení pravděpodobnosti falešně pozitivních signálů
- Rychlá akvizice dat vhodná pro „walk-up“ režim
- Možnost aplikace ve složitých matricích (slina, moč, plazma)
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření vDMS-MS technik do rutinní forenzní praxe pro screening drog a biomarkerů. Další vývoj se zaměří na optimalizaci parametrů pole pro širší spektrum látek a na integraci s on-site detekčními systémy, včetně AI-podpory.
Závěr
Integrace vakua-DMS do PESI-MS systémů značně zlepšuje selektivitu analýzy malých molekul ve složitých matricích bez obětí rychlosti. Metoda nabízí slibný přístup pro forenzní a klinické aplikace, kde je klíčová vysoká spolehlivost a krátký čas stanovení.
Reference
- Shvartsburg A.A. et al., Anal. Chem., 90(1), 936–943 (2018)
- Girard C. et al., Anal. Bioanal. Chem., 414, 7243–7252 (2022)
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Direct Probe Ionization Mass Spectrometer - Application Notebook
2019|Shimadzu|Příručky
C10G-E078 Direct Probe Ionization Mass Spectrometer Index Introduction to DPiMS DPiMS: Mechanism of Action Application Notes Summary Quick and Sensitive Screening for Tetrodotoxin Contamination Direct Analysis of Pesticides in Agricultural Products Rapid and Quantitative Analysis of Drugs in Forensic Specimens…
Klíčová slova
probe, probepesi, pesiionization, ionizationacid, acidpetunia, petuniaabiraterone, abirateroneeverolimus, everolimusanthocyanin, anthocyaninelectrospray, electrosprayanalysis, analysisfrontal, frontalliver, liverpetals, petalsmass, massbrain
Characterizing Macromolecular Dipole Moments via Differential Ion Mobility Spectrometry with Linked Field/Pressure Scans
2023|Shimadzu|Postery
Characterizing Macromolecular Dipole Moments via Differential Ion Mobility Spectrometry with Linked Field/Pressure Scans Alexandre A Shvartsburg1; Roch Andrzejewski2; Andrew Entwistle2; Monika Gomola2; Patrick Knight2 1Wichita State University, Wichita, KS; 2Shimadzu Research Laboratory (Europe), Manchester, United Kingdom 1: Introduction • Ions…
Klíčová slova
dipole, dipoleβgal, βgalvdms, vdmsalignment, alignmentmoments, momentsmacromolecular, macromolecularmobility, mobilitydensity, densityfield, fieldbsa, bsaims, imsaligned, aligned𝑝𝑝𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐, 𝑝𝑝𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐disentangling, disentangling𝑧𝑧
Shimadzu Kit for Direct Probe Ionization Mass Spectrometer - DPiMS-8060
2018|Shimadzu|Brožury a specifikace
C146-E369 Kit for Direct Probe Ionization Mass Spectrometer DPiMS-8060 Quick and Easy Measurement Without Sample Preparation — Direct Probe Ionization-MS — The PESI (Probe Electro Spray Ionization) TQ unit can easily replace an ESI unit for use in combination with…
Klíčová slova
acid, acidamino, aminopesi, pesiprobe, probeionization, ionizationliver, livertaurine, taurinelcms, lcmsplate, platedpims, dpimsbiological, biologicalunit, unitornithine, ornithinekidney, kidneylung
Using the DPiMS-8060 Mass Spectrometer to Analyze Drugs in Plasma (1) - A Quantitative Analysis of Everolimu
2022|Shimadzu|Aplikace
DPiMS™-8060 Probe Electrospray Ionization Mass Spectrometer Using the DPiMS-8060 Mass Spectrometer to Analyze Drugs in Plasma (1) -A Quantitative Analysis of Everolimus- Application News Kana Waki, Hidekazu Saiki User Benefits The concentration dependence of drugs in plasma is easily…
Klíčová slova
everolimus, everolimuspesi, pesiplasma, plasmastop, stopconcentration, concentrationmeasuring, measuringstep1, step1takehiro, takehiroinoue, inouearticle, articlescan, scanionization, ionizationprobe, probedeproteinization, deproteinizationdpims