Double bond localization in unsaturated fatty acid methyl esters (FAME) by solvent mediated chemical ionization (SMCI) tandem mass spectrometry

Význam tématu

Strukturní charakterizace nenasýcených mastných kyselin je klíčová pro pochopení jejich biologické funkce. Pozice a geometrie dvojné vazby ovlivňuje bioaktivitu a metabolismus lipidu. Tradiční metody derivatizace vedou k nežádoucím přeuspořádáním vazeb i zvýšené komplexitě analýzy. Přímá a spolehlivá identifikace izomerů je nezbytná v oblastech omics, potravinářství a farmacie.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje aplikaci solventně asistované chemické ionizace (SMCI) na moderním trojkvadrupólovém hmotnostním spektrometru k lokalizaci dvojných vazeb ve FAME. Cílem je ukázat, že metoda CACI-MS/MS nabízí jedinečné diagnostické fragmenty bez potřeby standardních vzorků a složitých derivatizací.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byla použita sestava Shimadzu GCMS-TQ 8050 NX s autosamplerem AOC-20i+s a kolona BPX-70 (20 m×0,22 mm; df 0,25 µm). V ionizačním zdroji SMCI byla acetonitrilová pára za přetlaku argonu transformována na 1-methylenimin-1-ethenyl kation (m/z 54). Tento MIE ion reaguje s dvojnými vazbami FAME, vzniká adukt [M+54]+, který je dále fragmentován v MS/MS pro vyvolání diagnostických iontů.

Hlavní výsledky a diskuse

• Mononenové FAME (18:1n-9 vs. 18:1n-7) generují při MS/MS aduktu m/z 350 odlišné fragmenty m/z 252/208 a 280/180, umožňující jednoznačnou diferenciaci.
• Polynenové FAME (ω-3 vs. ω-6 mastné kyseliny) vykazují charakteristické ω-diagnostické ionty m/z 148 pro ω-3 a m/z 190 pro ω-6, přičemž zatímco α-ionty se liší podle pozice vazby.
• V režimu jednofázové CACI-MS se identifikují nepřímé ionty ([MH-50], [MH-32], [MH], [M+54-32], [M+54]), které umožňují rychlou detekci i nízce zastoupených FAME v komplexních směsích.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda CACI-MS/MS:

• Odstraňuje nutnost derivatizace a použití drahých standardů.
• Umožňuje přímou analýzu FAME bez změn chromatografického chování.
• Zvyšuje selektivitu a citlivost detekce izomerů v biologických a potravních vzorcích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření aplikace SMCI-CACI na další třídy lipidů, integrace s vysokorozlišujícími spektrometry, automatizace workflow a propojení s lipidomickými databázemi. Možné je rovněž použití v zobrazovací hmotnostní spektrometrii a v klinické diagnostice metabolických poruch.

Závěr

Solventně asistovaná chemická ionizace (SMCI) na trojkvadrupólových spektrometrech představuje efektivní a spolehlivou metodu pro lokalizaci dvojných vazeb ve FAME. CACI-MS/MS generuje specifické diagnostické fragmenty bez potřeby standardů, což usnadňuje strukturovou analýzu v různých aplikacích.

Reference

1. Brenna J.T., Fatty acid analysis by high resolution gas chromatography and mass spectrometry for clinical and experimental applications. Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 2013, 16(5): 548-554.
2. Van Pelt C.K., Brenna J.T., Acetonitrile chemical ionization tandem mass spectrometry to locate double bonds in polyunsaturated fatty acid methyl esters. Anal Chem, 1999, 71(10): 1981-1989.
3. Michaud A.L. et al., Identification and characterization of conjugated fatty acid methyl esters of mixed double bond geometry by acetonitrile chemical ionization tandem mass spectrometry. Anal Chem, 2003, 75(18): 4925-4930.
4. Michaud A.L. et al., Double bond localization in minor homoallylic fatty acid methyl esters using acetonitrile chemical ionization tandem mass spectrometry. Anal Biochem, 2002, 307(2): 348-360.
5. Van Pelt C.K., Carpenter B.K., Brenna J.T., Studies of structure and mechanism in acetonitrile chemical ionization tandem mass spectrometry of polyunsaturated fatty acid methyl esters. J Am Soc Mass Spectrom, 1999, 10(12): 1253-1265.
6. Michaud A.L. et al., On the formation of conjugated linoleic acid diagnostic ions with acetonitrile chemical ionization tandem mass spectrometry. Rapid Commun Mass Spectrom, 2005, 19(3): 363-368.