MS INSTRUMENTACE
ORBITRAP ASTRAL – HVĚZDNÝ HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETR
Obr. 1: Hlavní oblasti rozvoje hmotnostní spektrometrie určující směr pokroku instrumentace
Když letos uvedla společnost Thermo Fisher Scientific nový hmotnostní spektrometr Orbi- trap Astral, všem bylo jasné, že jde o jeden z nejvýznamnějších pokroků v oblasti hmotnost- ní spektrometrie za poslední desetiletí. Díky značné poptávce v proteomických, metabolomic- kých a lipidomických (nazývané jako „omics“ či „omiky“) kruzích po instrumentu, který by s maximální rychlostí a velmi vysokým rozli- šením identifikoval látky s extrémně odlišným koncentračním zastoupením (> 12 řádů), se poprvé zrodil nástroj s více vysoce rozlišujícími hmotnostními analyzátory fungujícími syn- chronně a paralelně. Thermo Fisher Scientific se dlouhodobě profiluje jako korporace rozvíjející komplexní diagnostiku nemocí a výzkum, výrobu a anal- ýzu léčiv, zvláště biofarmak, čemuž napomáhá významná divize analytické instrumentace. Potřeby rozvoje této oblasti se odráží ve smě- rech pokroku analyzátorů, kde bezpochyby hraje prim hmotnostní spektrometrie s ne- překonatelnou orbitální pastí. Jednoznačně největší výzvou posledních let se staly potřeby proteomiky, metabolomiky a lipidomiky (na rozdíl od genetiky odráží aktuální stav živého organismu), tedy mohutně se rozvíjejících oblastí studia (analyticky řečeno) komplexních vzorků s extrémním počtem analytů ohrom- ného koncentračního rozsahu. Nic složitějšího nelze vyžadovat, na druhou stranu vedle hmot- nostní spektrometrie se žádná jiná technika neetablovala na úroveň, jež by takovou „směs“ charakterizovala stejně či lépe. Informace o počínající nemoci může být skryta jako jehlička v kupce sena v neznámém analytu na relativně nízké koncentrační úrovni koeluující z chromatografického systému spolu s dalšími stovkami látek. Jak nastavit systém, vyvinout metodu a aplikovat ji, aby nám neunikla? Charakterizace organických látek se již dávno posunula od tradiční trojkombinace spektrometrií hmotnostní, nukleární magne- tické rezonance a infračervené; díky složitosti směsí a tudíž nutnosti předřazení separační techniky se hmotnostní spektrometrie stala jedinou identifikační spektrometrií v omics problematice. Ani logický odklon od jednot- kového rozlišení směrem k rozlišení vyso- kému (z čehož lze odvodit elementární složení analytu) ke strukturní analýze nestačí, musí být doplněno fragmentačním spektrem (MS/ MS) identifikované molekuly, nejlépe pak též vysoce rozlišeným. V každém sekundovém chromatografickém okně nechť je změřeno jedno ultra-vysoce rozlišené spektrum (full scan, rozlišení > 200 000 FWHM) a u maxima detekovaných iontů pak MS/MS spektrum s rozlišením > 80 000 FWHM. S podobným korporátním zadáním se zřejmě potýkal vynálezce orbitálních pastí Alexander Makarov se svým týmem a čelil tak výzvě, která
Obr. 2: Informace o počínající nemoci může být skryta jako jehlička v kupce sena v neznámém analytu na relativně nízké koncentrační úrovni koeluující z chromatografického systému spolu s dalšími stovkami látek
Obr. 3: Požadavku akvizice jednoho ultra-vysoce rozlišeného spektra (full scan, rozlišení > 200 000 FWHM) a u maxima detekovaných iontů změření MS/MS spektra s rozlišením > 80 000 FWHM v každém sekundovém chromatografickém okně může vyhovět jen uspořádání C a D. (A – lineární uspořádání kvadrupólu Q a orbitrapu OT, kdy je HRMS a MS/HRMS měřeno v sérii; B – paralelní uspořádání kvadrupól Q – orbitrap OT a lineární iontové pasti LIT charakte- ristické pro tribridy; C a D – paralelní uspořádání kvadrupólu Q, orbitrapu OT a dalšího orbitrapu OT či time of flight analyzátoru TOF patentováno A. Makarovem).
26
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIII (2023)
Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online