Development of the Comprehensive Method for Steroid Analysis by GCxGC-HR-TOFMS

Význam tématu

Analýza steroidních metabolitů v biologických vzorcích je nezbytná pro diagnostiku hormonálních onemocnění, sportovní dopingovou kontrolu a metabolické studie. Kvůli strukturní podobnosti izomerů je klíčové použít pokročilé separační techniky a hmotnostní spektrometrii s vysokým rozlišením.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout komplexní metodiku založenou na GCxGC-HR-TOFMS pro detekci, separaci a identifikaci 33 derivatizovaných steroidů. Součástí byla tvorba accurate mass knihovny (AML) a optimalizace chromatografických a spektrometrických parametrů pro robustní analýzu v biologických matricích.

Použitá metodika a instrumentace

Standardy byly derivatizovány pomocí methoxyaminu a silylačních činidel (MSTFA/TMSI) za kontrolovaných teplot. Analýza proběhla na systému LECO Pegasus HRT+4D s dvoustupňovým chlazeným modulátorem. První dimenze využívala kolonu HP-1MS (15 m × 0,25 mm × 0,25 µm), druhá BPX-50 (2 m × 0,25 mm × 0,25 µm). Teplotní program začínal na 200 °C a rampoval na 300 °C rychlostí 5 °C/min. MS operovala v rozsahu m/z 40–1000 při 200 spektr/s a rozlišení R≈25 000. Derivatizace a injekce byly automatizovány pomocí GERSTEL Double Rail autosampleru a softwaru ChromaTOF s modulem Simply GCxGC.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila spolehlivé rozlišení a identifikaci všech 33 derivatizovaných steroidů v jediné analýze. Konturové 2D chromatogramy demonstrovaly účinné oddělení strukturně příbuzných izomerů. Úzká shoda přesných hmotností, retenčních indexů a shoda s AML/NIST knihovnami potvrdila identitu látek. Díky multidimenzionální separaci byla výrazně zvýšena citlivost a selektivita.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní screening steroidů v biologických vzorcích
• Vyšší selektivita a citlivost oproti jednorozměrné GC
• Možnost non-targeted detekce neznámých metabolit
• Podpora klinických, forenzních a farmaceutických aplikací

Budoucí trendy a možnosti využití

Další kroky zahrnují validaci metody v reálných vzorcích (moč, krev), optimalizaci derivatizačních protokolů pro různé matrice a rozšíření knihovny o nové steroidní metabolity. Výzvou je také integrace pokročilých algoritmů strojového učení pro efektivní zpracování komplexních dat z GCxGC-HRMS.

Závěr

Vyvinutý přístup GCxGC-HR-TOFMS s již vytvořenou AML pro 33 derivatizovaných steroidů prokázal vysokou schopnost separace a identifikace v náročných matricích. Metoda představuje hodnotný nástroj pro klinickou diagnostiku, dopingové studie a farmaceutický výzkum.

Reference

• Groessl M. et al. Comprehensive Steroid Analysis by GCxGC-TOFMS. Proceedings of the 65th ASMS Conference, 2017
• LECO Corporation. Software Simply GCxGC