Rozhovor s Dr. Bertrandom Rochatom o výhodách kvantitatívnej analýzy v MS pomocou Orbitrap HR/AM

Dr. Bertrand Rochat sa zaoberá kvantitatívnou HR/AM hmotnostnou spektrometriou (na platforme Orbitrap) v klinickom výskume a cielenou a necielenou metabolomikou, a je presvedčený o jednoznačných výhodách použitia MS s vysokým rozlíšením pre absolútnu kvantifikáciu látok. Jeho posledná práca publikovaná v Trends in Analytical Chemistry jednoznačne odporúča použiť túto techniku v celom rozsahu analytických požiadaviek a to od absolútnej a cielenej kvantifikácie až pre necielenú analýzu. Poďme sa ho na to spýtať.

Obr. 1: Dr. Rochat

V akej oblasti pôsobíte a aké sú Vaše skúsenosti?

Posledných 15 rokov sa zaoberám hmotnostnou spektrometriou, a to aj na univerzite, aj vo farmaceutických oblastiach – pracoval som najprv s GC-MS a LC-MS/MS (trojité kvadrupóly, QqQ), potom aj s iónovými pascami. V priebehu posledných štyroch rokov sa intenzívne venujem HPLC s  MS s vysokým rozlíšením - Orbitrap. Zameriavam sa hlavne na kvantitatívne stanovenie malých molekúl. Posledných pár rokov pracujem tiež v metabolomike, analyzujem rôzne typy vzoriek ako bunky, tkanivá, krv.

Ako sa staviate k názoru, že technológia Orbitrap môže byť v kvantitatívnej analýze rovnako vhodná ako trojité kvadrupóly?

Posledné štyri roky som si položil otázku, či HRAM (high-resolution accurate-mass) – obzvlášť potom Q Exactive a Exactive Orbitrap - môže vykonať podobnú službu v absolútnej kvantifikácii ako technológia trojitých kvadrupólov (hlavný okruh práce v klinickom výskume). Rovnako ako veľa ďalších kolegov v iných oblastiach (analýza potravín či životného prostredia) som bol unesený, keď som videl výsledky získané s prístrojmi Orbitrap vo full-scan akvizícii. Testoval som mnoho látok v rôznych matriciach a nezastieram, že som hľadal Achillovu pätu tohto prístupu. Našiel som však len málo významné javy súvisiace nie s HRMS technológiou ako takou, ale s iónovým zdrojom. Moje skúsenosti podložené nameranými a publikovanými dátami ukazujú, že Orbitrap je porovnateľný s trojitými kvadrupólmi čo sa týka detekčných limitov, selektivity a robustnosti. Orbitrap nie je lepší pre kvantifikáciu, ale ponúka kľúčové výhody súvisiace konštrukciou MS analyzátorov tohto typu. Ako bolo potvrdené aj mnohými autormi, existuje stále viac a viac argumentov, prečo opustiť QqQ v prospech Orbitrapu. Keď raz začnete pracovať s touto technikou, ťažko sa budete vracať k trojitým kvadrupólom.

Prečo si myslíte, že je lepšie mať dva alebo tri Orbitrapy než kombináciu rôznych technológií MS?

Keď máte v laboratóriu rozdielne MS technológie, môžete ťažiť z výhod každej. To je pravda v prípade Orbitrapu a QqQ, ale taktiež s CE-MS, IC-MS, SFC-MS alebo GC-MS. V dokonalom svete môžete mať všetky! Iná otázka však je, či si ich môžete dovoliť z hľadiska nákladov, efektivity práce, atď. Ak áno, kúpte si rozličné technológie a vytvorte si tím špecialistov v laboratóriu. Ak je váš rozpočet limitovaný, musíte nájsť ten najlepší kompromis. Myslím si, že najlepším riešením je mať niekoľko Orbitrapov s rôznymi predradenými separačnými technikami, zjednodušíte tým kvantitatívne a kvalitatívne „workflow“ a ušetríte čas. Keď sa pozriete na Q Exactive MS, som si istý, že QqQ nevyužijete, výnimkou špeciálnych prípadov, keď musíte dosiahnuť extrémne nízke koncentračné detekčné limity.

Ako môže Orbitrap HRAM zmeniť organizáciu v laboratóriu?

Ako som už naznačil, jedna technológia v laboratóriu dovoľuje zefektívniť „workflow“. Ak zbierate dáta z LC-hrMS vo full-scan móde, neexistuje žiadna bariéra medzi následným kvantitatívnym a kvalitatívnym prístupom. Môžete prepínať medzi jedným a druhým kedykoľvek si zmyslíte. Napríklad na Q Exactive Focus, na ktorom som pracoval, môžete prevádzkovať aj cielenú kvantifikáciu, aj necielenú metabolomiku – v našom prípade išlo o stanovenie hepcidínu, 25-hydroxyvitamínu D3 a protirakovinových substancií, ďalej o identifikáciu metabolitov a metabolomický skríning, celkový skríning polutantov a liečiv v toxikologických vzorkách rovnako ako o výskum rakovinových biomarkerov, t.j. necielenú metabolomiku.

Znamená to teda, že jedna technológia zvládne všetko?

Znie to skoro nemožne, ale ja verím, že áno.

Ako vidíte budúcnosť LC-MS analýz v klinických laboratóriách?

Keď sa pozriete na dáta získané s Orbitrapom vo full-scan meraní, rýchlo pochopíte, že máte k dispozícii celkový obrázok o tom, čo je vo vašej vzorke. Pýtam sa teda sám seba - prečo nevyužijeme informácie z týchto tisíce detegovaných molekúl? Myslím, že ich musíme identifikovať a využiť! Mali by sme zostaviť biologický pas, ako spravila WADA (World Anti-Doping Agency) pre svetových atlétov. Samozrejme cielené a absolútne stanovenie bude vždy kľúčový analytický prístup v klinických laboratóriách, metabolický profil a skríning nám dovolí celkové vyhodnotenie danej osoby – simultánne stanovenie polutantov, liečiv, pomery špecifických metabolitov, atď. Pomôže to lekárom v ich anamnézach pred tým, než bude vyžadovaná absolútna kvantifikácia. Celkový obrázok metabolitov je práca pre zariadenia Orbitrap.

(Celý rozhovor M. Bromirskeho s Dr. Rochatom v pôvodnom znení nájdete na analyteguru.com)