A novel algorithm for automating fragment ion structure assignment using high mass accuracy MS/MS data
Postery | 2019 | ShimadzuInstrumentace
Automatizovaná interpretace fragmentačních dat z vysoce přesné MS/MS spektrometrie je klíčová pro rychlé a spolehlivé ověřování struktury analytů v oblastech jako potravinářská bezpečnost, forenzní toxicologie nebo metabolomika. Ruční anotace fragmentů je časově náročná a náchylná k chybám, proto je zavedení účinného algoritmu zásadní pro zvýšení výkonnosti a reprodukovatelnosti analytických metod.
Cílem bylo vyvinout a ověřit nový algoritmus, který na základě vysoké přesnosti m/z dat z Q-TOF MS/MS automaticky přiřazuje pravděpodobné struktury fragmentních iontů. Algoritmus byl testován na panelu chemicky odlišných malých molekul, včetně pesticidů, drog zneužívaných osobami a klíčových metabolitů v komplexních matricích.
Vzorky zahrnovaly:
1) Anotace pesticidů v potravinářské extraktu:
Vyvinutý algoritmus pro automatickou anotaci fragmentních iontů založený na vysoké přesnosti m/z významně usnadňuje strukturovou verifikaci analytů. Prokázal schopnost generovat a validovat chemické mechanizmy fragmentace u pestré škály malých molekul, což vede k efektivnějším a spolehlivějším analytickým postupům.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Automatizovaná interpretace fragmentačních dat z vysoce přesné MS/MS spektrometrie je klíčová pro rychlé a spolehlivé ověřování struktury analytů v oblastech jako potravinářská bezpečnost, forenzní toxicologie nebo metabolomika. Ruční anotace fragmentů je časově náročná a náchylná k chybám, proto je zavedení účinného algoritmu zásadní pro zvýšení výkonnosti a reprodukovatelnosti analytických metod.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo vyvinout a ověřit nový algoritmus, který na základě vysoké přesnosti m/z dat z Q-TOF MS/MS automaticky přiřazuje pravděpodobné struktury fragmentních iontů. Algoritmus byl testován na panelu chemicky odlišných malých molekul, včetně pesticidů, drog zneužívaných osobami a klíčových metabolitů v komplexních matricích.
Použitá instrumentace
- LCMS-9030 Q-TOF (Shimadzu Corporation)
- Režimy akvizice: MS a DIA-MS/MS se šířkou izolace m/z 20 a rozptylem kolizní energie 0–30 V
- Cyklus skenování pod 1 s pro MS a až 39 následných MS/MS skenů
- Externí kalibrace pro vysokou přesnost m/z
Použitá metodika
Vzorky zahrnovaly:
- Pesticidy extrahované z potravinových matric pomocí protokolu QuEChERS
- Drogové analyty (fentanyl, kokain) ve spišovaných plazmatických vzorcích
- Lipidy (lysofosfatidylcholin 16:0) z metabolomických studií
Hlavní výsledky a diskuse
1) Anotace pesticidů v potravinářské extraktu:
- Ethiofencarb vs. methiocarb – rozlišení izomerů díky charakteristickým fragmentům m/z 164 (ethiofencarb) a 121 (methiocarb).
- Fentanyl – hlavní fragmenty m/z 216, 188, 134 potvrzují strukturu odpovídající rozdělení na anilinový a fenethylový segment.
- Kokain – fragmenty m/z 182, 150, 105 a 122 identifikují hlavní štěpné cesty esterické a esteroxo skupiny.
- Lysophosphatidylcholin 16:0 – fragmenty m/z 124 a 184 typické pro fosfocholinovou hlavu a m/z 313 pro zbytkový acyl řetězec.
Přínosy a praktické využití metody
- Podstatné zrychlení interpretace MS/MS spekter a snížení rizika chyb v označování fragmentů.
- Vyšší spolehlivost ověřování identifikace analytů v komplexních matricích (potraviny, biologické vzorky).
- Možnost automatizovaného generování metodik pro kvalitativní i kvantitativní analýzu Q-TOF.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace s metodami strojového učení a databázovými vyhledávacími přístupy pro další zvýšení přesnosti predikce.
- Rozšíření aplikace na větší biomolekuly (proteiny, peptidy, komplexní lipidy).
- Realtime interpretace fragmentačních dat v online LC-MS systémech.
Závěr
Vyvinutý algoritmus pro automatickou anotaci fragmentních iontů založený na vysoké přesnosti m/z významně usnadňuje strukturovou verifikaci analytů. Prokázal schopnost generovat a validovat chemické mechanizmy fragmentace u pestré škály malých molekul, což vede k efektivnějším a spolehlivějším analytickým postupům.
Reference
- Loftus N., Hobby K., Barnes A. A novel algorithm for automating fragment ion structure assignment using high mass accuracy MS/MS data. ASMS 2019.
- Nunez M. et al. Toxics 2018.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
QuEChERS extracted pesticide quantitation by LCMS QTOF using HRAM at high data acquisition speed
2019|Shimadzu|Postery
PO-CON1889E QuEChERS extracted pesticide quantitation by LCMS QTOF using HRAM at high data acquisition speed ASMS 2019 Alan Barnes1; Steve Williams2; Christopher Titman1; Neil Loftus1 1 Shimadzu Corporation, Manchester, UK. 2 Concept Life Sciences, Cambridge, United Kingdom QuEChERS extracted pesticide…
Klíčová slova
hram, hramqtof, qtofion, ionpesticide, pesticidedia, dialcms, lcmsquechers, quechersextracted, extractedfluoxastrobin, fluoxastrobinquantitation, quantitationspeed, speedacquisition, acquisitiondata, datamass, massscan
Automating component detection of small molecules in complex mixtures using HRAM Q-TOF data
2019|Shimadzu|Postery
PO-CON1886E Automating component detection of small molecules in complex mixtures using HRAM Q-TOF data ASMS 2019 Simon Ashton1; Kirsten Hobby1; Alan Barnes1; Neil Loftus1 1 Shimadzu Corporation, Manchester, United Kingdom Automating component detection of small molecules in complex mixtures using…
Klíčová slova
hram, hramcomponent, componentmixtures, mixturesautomating, automatingcomplex, complextof, tofdetection, detectiondoa, doaalgorithm, algorithmmolecules, moleculessmall, smalldata, datadia, diascreening, screeningapplied
Evaluation of micro volume sample preparation technology newly designed for forensic toxicology with High Resolution Accurate Mass Spectrometry
2019|Shimadzu|Postery
MP 220 Evaluation of micro volume sample preparation technology newly designed for forensic toxicology with High Resolution Accurate Mass Spectrometry Eishi IMOTO1, Yujin NATORI2, Jun WATANABE1, Hitoshi TSUCHIHASHI2, Kei ZAITSU2, Ichiro HIRANO1 1 Shimadzu Corporation, MS Business Unit, Kyoto, Japan.…
Klíčová slova
mda, mdaerrors, errorstriazolam, triazolametizolam, etizolamstructure, structureacetyl, acetylmass, massfentanyl, fentanylhydroxy, hydroxynewly, newlyalpha, alphaquechers, quechersmicro, microaccuracy, accuracyprotocol
Simplifying Natural Product Analysis with Data- Independent Acquisition Workflow
2021|Shimadzu|Aplikace
Liquid Chromatograph Mass Spectrometer LCMS™-9030 Application News Simplifying Natural Product Analysis with DataIndependent Acquisition Workflow Chua Chun Kiang1, Udi Jumhawan1, Chia Shao Hua1, Doriane Toinon2 1Shimadzu (Asia Pacific) Pte Ltd., 2Shimadzu Corporation Japan User Benefits Data-independent acquisition mode on…
Klíčová slova
dia, dialabsolutions, labsolutionsspectrum, spectrumexplore, exploretool, toolsearch, searchscores, scoresunknown, unknownassign, assignpredictor, predictorfuziline, fuzilinelibrary, librarydata, datapublic, publicnatural