Thermo Scientific Orbitrap ID-X Tribrid mass spectrometer

Význam tématu

V oblasti analytické chemie je identifikace a charakterizace malých molekul klíčová pro metabolomiku, farmaceutický výzkum, kontrolu kvality a toxikologii. Komplexita vzorků a rozmanitost struktur vyžadují pokročilé akviziční a výpočetní nástroje pro spolehlivé a rychlé určení složení. Vývoj inteligentních pracovních postupů a vysokého rozlišení hmotnostních analyzátorů umožňuje překonat omezení klasických metod.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentovaného whitepaperu je představit platformu Orbitrap ID-X Tribrid, vybavenou inteligentním workflow AcquireX, a demonstrovat její schopnosti v oblasti zvýšení efektivity akvizice dat a zpracování MSⁿ spekter malých molekul. Popisuje architekturu přístroje, pokročilé režimy analýzy a návrhy metodických šablon pro různé aplikace.

Použitá metodika a instrumentace

Akvizice zajišťuje inteligentní datově řízený DDA přístup s automatickou generací inkluzních a exkluzních seznamů pomocí AcquireX. Metoda kombinuje vysoké rozlišení Orbitrap analyzátoru s rychlou analýzou v iontové pastičce a dvoufázovou fragmentací (CID a HCD) v MSⁿ režimu. Analýzu doplňuje sofistikované zpracování spekter v softwaru Compound Discoverer, vyhledávání ve spektrálních knihovnách mzCloud a interpretace fragmentačních mechanismů v Mass Frontier.

Použitá instrumentace

• Orbitrap ID-X Tribrid mass spectrometer
• Inteligentní workflow AcquireX pro automatizaci inkluze/exkluze signálů
• Ultra vysokopolní Orbitrap analyzátor (rozlišení až 500 000 FWHM)
• Dvoustupňová lineární iontová past (rychlost až 40 Hz)
• Kvadrupólový hmotnostní filtr (výběr prekurzorů 0,4 amu)
• S-Lens pro optimalizaci přenosu iontů
• Active Beam Guide a EASY-IC pro interní kalibraci
• Software Compound Discoverer, mzCloud, Mass Frontier
• Thermo Fisher Cloud pro vzdálený přístup a monitorování

Hlavní výsledky a diskuse

• Zvýšení počtu unikátních analyzovaných molekul až o 140 % v opakovaných injekcích díky AcquireX
• Významné zlepšení pokrytí metabolomu v untargeted metabolomice zdvojnásobením počtu fragmentačních spekter
• Schopnost detekovat nízko­koncentrované analyty v komplexních matricích pomocí automatického vyloučení pozadí
• Vysoká přesnost měření hmotnosti (pod 1 ppm) zajišťující důvěryhodné strukturální dedukce
• Rozlišení izomerů a potvrzení struktur pomocí MSⁿ (MS³) spekter a in silico fragmentačních modelů
• Úspěšná identifikace farmaceutických impurit a metabolitů s hlubokým prolomením chromatografických špiček

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje efektivní workflow pro identifikaci a charakterizaci malých molekul v oblasti metabolomiky, farmaceutického výzkumu a vývoje, QA/QC, analýzy znečištění, extrahovatelných a migrujících látek. Přináší zvýšenou produktivitu, zkrácení doby analýzy a vyšší míru automatizace, čímž snižuje potřebu manuálního zásahu a odborného nastavení.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Prohlubující se integrace cloudových služeb a vzdáleného monitoringu pomocí Thermo Fisher Cloud
• Rozvoj umělé inteligence a strojového učení pro automatickou interpretaci MSⁿ dat a predikci struktur
• Rozšíření spektrálních databází a in silico fragmentačních modelů pro rychlejší neznámou identifikaci
• Další automatizace akvizičních režimů a adaptace workflow pro nové aplikace v klinické metabolomice a environmentální analýze

Závěr

Orbitrap ID-X Tribrid představuje významný krok vpřed v oblasti hmotnostní spektrometrie malých molekul. Kombinace inteligentního akvizičního workflow, vysokého rozlišení a pokročilých softwarových nástrojů vede k výraznému zvýšení kvality a kvantity získaných dat, usnadňuje interpretaci a umožňuje nové aplikace v analytické chemii.