Agilent ASMS 2020 Posters Book

Význam tématu

V rychle se rozvíjející oblasti analytické chemie dochází k výraznému posunu díky novým třídám instrumentace a metodikám, které spojují vysokou citlivost, selektivitu i robustnost při práci s náročnými matricemi a nízkými objemy vzorku. Aplikace sahají od průmyslové kontroly kvality polovodičů, farmaceutického a potravinářského výzkumu až po forenzní a metabolomické studie.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem souboru prezentovaných prací bylo ukázat:

• Optimalizaci ICP-MS/MS s M-lens pro sledování stopových kovů v roztocích s vysokým obsahem křemíku.
• Vysoce citlivou kvantifikaci sedmi potravních alergenů ve složitých matricích pomocí triple kvadrupolu LC/MS.
• Rychlou a spolehlivou klasifikaci a autentičnost potravin (yerba mate) na základě GC/Q-TOF dat a softwarového workflow pro strojové učení.
• Automatizované přípravy malých objemů plazmy pro metabolomické profilování s dílčími objemy 25 µl.
• Screening vitamínu E a jeho acetátu v e-cig olejích pomocí LC/ESI-MSD iQ.
• Vysoce propustné měření nativních bílkovin a komplexů na LC-MS s vysokofrekvenčním detektorem a snadnou údržbou zdroje.
• Multireziduální sledování 244 pesticidů v náročných potravinových matricích (černý čaj, pomeranče) s limity v jednotkách ppt.
• Forenzní screening lékových substancí v krvi použitím DIA na LC/Q-TOF a novým softwarem LC Screener.

Použitá metodika a instrumentace

V prezentovaných studiích byly klíčové tyto nástroje a postupy:

• Agilent 8900 ICP-MS/MS s M-lens pro identifikaci kovových příměsí v roztocích křemíku (10–100 ppm Si) a optimalizaci MS/MS masového posunu s NH₃.
• Agilent 6495 Triple Quadrupole LC/TQ a 1290 Infinity II UHPLC pro MRM kvantifikaci 14 peptidů reprezentujících 7 potravních alergenů v extraktech tmavé čokolády.
• 7890 GC spojený s 7250 HR Q-TOF pro analýzu esenciálních látkových vzorků v yerba mate; zpracování dat v MassHunter MPP a Classifier.
• Bravo robotická stanice s EMR-Lipid SLE kartami pro zastavení buněčných procesů, odmaštění plazmy a extrakci metabolitů před LC/Q-TOF analýzou.
• Agilent Infinity II LC/MSD iQ pro rozlišení vitamínu E (m/z 431.1) a jeho acetátu (m/z 473.2) v e-cig olejích.
• 1290 Infinity II BioInert LC a 6546/6560 LC/Q-TOF systémy pro nativní MS bílkovin n-upletů až do 460 kDa.
• 1290 Infinity II LC s 6470B Triple Quadrupole MS v dMRM režimu pro simultánní sledování 244 pesticidů s AJS ionizací.
• Bravo platforma a Captiva EMR-Lipid 96-well pro přípravu krevních vzorků před LC/Q-TOF DIA screeningem 153 látek včetně softwaru LC Screener pro rychlý reporting.

Hlavní výsledky a diskuse

• ICP-MS/MS s M-lens dosahuje BEC <1 ppt a DL pro 38 prvků, stabilita RSD <6 % i při 100 ppm Si.
• LC/TQ detekce alergenů LOQ 2–10 mg/kg, VITAL3 a AOAC SMPR kompatibilní, dobrá přesnost (75–102 %) a opakovatelnost (RSD <10 %).
• GC/Q-TOF klasifikátor rozlišil 3 značky yerba mate, rostlinné aroma komodity i PAH kontaminanty, SIMCA model zvládl 5–80 % adulterace.
• Bravo SLE protokol pro 25 µl plazmy poskytuje 86% průměrnou návratnost metabolitů, RSD 8 % a DL <1 nM.
• LC/MS iQ LOQ vitamínu E a jeho acetátu 0,025 µg/mL, library matching 1000/1000, různé vaping produkty vyhovují.
• Nativní MS na Q-TOF vykazuje multikadence (8 Hz), udržení rozlišení i při vysoké rychlosti; 6+ datových bodů pro přesné dekonvoluce komplexů.
• 6470B LC/TQ černý čaj: 239/244 pesticidů LLOQ ≤10 ng/g, recoveries 70–120 %, R²>0,99; pomeranče 243/244 LLOQ ≤10 ng/g.
• DIA LC/Q-TOF screening 153 látek v krvi s nízkými ME (<10% pro 77 %) a 91 % analytů v 70–130 % recoveries; LC Screener usnadňuje reporting.

Přínosy a praktické využití metody

Nové workflow integrují vysokorozlišující MS systémy se softwarovým řízením a automatizovanou přípravou vzorků pro:

• Spolehlivé sledování stopových příměsí v polovodičích.
• Standardizované QA/QC potravinářské analýzy alergenů.
• Podpora bezpečnostních a antichemických aplikací screeningem kontaminantů v potravinách a biologických vzorcích.
• Zrychlení metabolomických studií s nízkými objemy vzorků.
• Regulační compliance pesticidních limitů.
• Flexibilní rozšíření analyzátů bez přestavby metody.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se pokračující posun k plně integrovaným „lab-on-chip“ platformám s vysokopropustnou přípravou vzorků a strojovým učením pro prediktivní analýzu. Další vývoj softwaru a AI nástrojů umožní autonomní identifikace nových látek a automatické optimalizace ionizačních podmínek. V kombinaci s MS-ion mobility bude možné odhalit konformační izomery léčivých látek i jejich metabolitů. V potravinářské autentizaci se rozšíří databáze fingerprintů a rychlé screeningové řešení pro zabezpečení globálních dodavatelských řetězců.

Závěr

Prezentované aplikace prokazují, že spojení špičkové triple kvadrupolové a Q-TOF MS instrumentace s automatizovanými a matematicky optimalizovanými workflow výrazně zvyšuje kvalitu, propustnost a flexibilitu analytických metod. Dostupnost high-resolution a širokého dynamického rozsahu umožňuje rychlou implementaci nových analytů, minimalizuje nároky na údržbu a zajišťuje robustní data pro průmyslovou, farmaceutickou, potravinářskou i forenzní praxi.

Reference

1. McCurdy E. et al. Spectroscopy, 2019, 20–27.
2. Bolea-Fernandez E. J Anal Atom Spectrom. 2017;32:1660–1679.
3. Agilent Tech. 5994-0685, 2019.
4. Agilent Tech. 5994-1492, 2019.
5. Arctander S. Aroma Chemicals. Lulu.com, 2019.
6. Varki A. Trends Mol Med. 2008;14(8):351–360.
7. Liu L. J Pharm Sci. 2015;104(6):1866–1884.
8. European Commission Regulation 396/2005.
9. US EPA 40 CFR Part 180.