Reproducibility and Robustness of the Xevo™ G3 QTof Mass Spectrometer for the Analysis of Large Cohort Studies

Význam tématu

Metabolomické studie velkých kohort jsou klíčové pro odhalování biomarkerů v biomedicínském výzkumu. Pro spolehlivé porovnání stovek až tisíců vzorků je nezbytná vysoká robustnost a reprodukovatelnost LC-MS systému, aby se minimalizovaly dávkové efekty a zajistila konzistence retence, hmotnostní přesnosti i citlivosti během celého měření.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo ověřit dlouhodobou stabilitu a reprodukovatelnost spojení ACQUITY Premier UPLC s Xevo G3 QTof MS při analýze 1000 po sobě jdoucích injekcí lidské moči v typickém 10min chromatografickém běhu. Studie hodnotí konzistenci retence, plochy píků a hmotnostní přesnost pro osmi analytů (5 přidaných standardů a 3 endogenní metabolity).

Použitá metodika

Vzorky: reprezentativní QC vzorek ze směsi tří úrovní lidské moči (NIST SRM 3671) smíchaný se standardním LCMS QC mixem.
Chromatografie: reverzní fáze HSS T3 kolona 100×2,1 mm, 1,8 µm, 45 °C, objem 1 µl, gradientní eluce v časovém rozmezí 0,3–10 min.
Hmotnostní spektrometrie: elektrospray pozit. režim, rozsah 50–1200 Da, režim MSE continuum, snímkovací rychlost 10 Hz, CE 20–40 V, StepWave přenos.
Software: acquisition a kontrola waters_connect, zpracování MARS, Skyline Daily a MS Excel pro statistiku.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza probíhala kontinuálně téměř 7 dní s doplněním mobilní fáze po 500 injekcích. Data ukazují:

• Retenční čas: průměrná odchylka SD ±0,12 s (rozsah 0,08–0,28 s).
• Hmotnostní přesnost: průměrná chyba ±1,2 ppm, SD ±0,79 ppm.
• Plochy píků: průměrné RSD 6,9 % (rozsah 3,8–12,6 %).

Díky stabilitě retence a přesnosti hmotnosti nedochází k falešným rozdělením píků v různých injekcích a statistické nástroje mohou správně detekovat biologicky významné změny bez nadměrné normalizace.

Přínosy a praktické využití metody

Výsledky potvrzují vhodnost Xevo G3 QTof s ACQUITY Premier UPLC pro:

• velké metabolomické kohorty s minimem QC failures,
• spolehlivou detekci biomarkerů v řádu stovek až tisíců vzorků,
• vyšší důvěru v rozsáhlé biomarkerové studie pro klinický výzkum.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj vysokorychlostních UPLC metod pro kratší analýzy a implementace umělé inteligence pro automatizované vyhodnocení dat. Vylepšení softwarových nástrojů pro korekci driftu a normalizaci mohou dále zvýšit citlivost a robustnost dlouhodobých studií.

Závěr

Studie prokázala výjimečnou robustnost a reprodukovatelnost Xevo G3 QTof s ACQUITY Premier UPLC pro analýzu velkých kohort. Konzistentní retenční časy, hmotnostní přesnost a stabilní odezva přispívají k vyšší spolehlivosti metabolomických studií a urychlují objevy biomarkerů.

Reference

1. Waters Application Brief 720007794. Improved Transmission of Labile Species on the Xevo G3 QTof Mass Spectrometer with the StepWave XS, listopad 2022.