Automating component detection of small molecules in complex mixtures using HRAM Q-TOF data

Význam tématu

Automatizace detekce malých molekul v komplexních směsích je klíčová pro rychlou a spolehlivou analýzu v oblasti potravinové bezpečnosti, toxikologie a farmacie.

Cíle a přehled studie

Studie představuje nový algoritmus pro detekci komponent založený na HRAM Q-TOF datech, který umožňuje rychlé a přesné vyhledávání podezřelých látek ve složitých matricích.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatografická separace: Nexera LC se sloupci Restek Raptor ARC18 nebo Biphenyl.
• Spectrometrie: LCMS-9030 Q-TOF záznam v režimu MS1 (m/z 100–900) a DIA-MS/MS.
• Parametry: šířka izolačního okna 20 Da, sekvenční MS/MS skeny s dobou 20 ms, celkový cyklus <0,8 s.
• Algoritmus: pohyblivé FWHM okno pro sloučení snímků, korelace kovariantních iontů, detekce chromatografických vrcholů, eliminace šumu, validace izotopů a aduktů.

Hlavní výsledky a diskuse

• Potravinové testy: QC vzorek jablečné matrice s 212 pesticidy (0,1 mg/kg) – detekováno 3100 komponent, z toho 207 pesticidů podle přesné hmotnosti a retenčního času.
• Toxikologické testy: plazma se 45 látkami (50 ng/ml) – detekováno 6223 komponent, všechny cílové látky identifikovány s tolerancí 5 ppm a RT ±0,2 min.
• Algoritmus minimalizuje falešné pozitivy vhodnou validací chromatografického a spektrálního profilu.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza a redukce manuální interpretace dat.
• Možnost jak cíleného, tak neřízeného zkoumání komplexních vzorků.
• Zlepšení spolehlivosti screeningových metod v QA/QC a forenzní toxikologii.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření knihoven pro širší spektrum látek.
• Integrace s umělou inteligencí pro prediktivní analýzu.
• Real-time monitoring v průmyslové a environmentální analytice.

Závěr

Implementovaný algoritmus pro komponentní detekci na bázi HRAM Q-TOF dat výrazně urychluje a zjednodušuje screening malých molekul v komplexních matricích s minimálními parametry a vysokou přesností.

Reference

• Ashton S, Hobby K, Barnes A, Loftus N. Automating component detection of small molecules in complex mixtures using HRAM Q-TOF data. ASMS 2019; Shimadzu Corporation, 2019.