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Perspectiva de la industria

Abordar los desafíos del análisis de moléculas pequeñas

Perspectiva de la industria

Abordar los desafíos del análisis de moléculas pequeñas

Desde la identificación de nuevos objetivos farmacológicos y terapias contra el cáncer hasta mejorando los estándares de la medicina china , la investigación de moléculas pequeñas abarca muchos campos. Sin embargo, los protocolos establecidos para realizar la caracterización e identificación de moléculas pequeñas a menudo no son tan buenos como deberían.

Redes tecnológicas hablé con Andreas Huhmer, director sénior de OMICS, espectrometría de masas de ciencias biológicas en Thermo Fisher Scientific para conocer cómo el nuevo espectrómetro de masas Thermo Scientific Orbitrap IQ-X Tribrid ayuda a abordar las complejidades de la identificación y caracterización de moléculas pequeñas.

Tablero de cenizas AB: ¿Cuáles son las características clave del Orbitrap IQ-X Tribrid que lo hacen adecuado para la investigación de moléculas pequeñas?

Andreas Huhmer AH:
El espectrómetro de masas Orbitrap IQ-X Tribrid es una evolución del espectrómetro de masas Thermo Scientific Orbitrap ID-X Tribrid que se lanzó hace unos años y mejora los temas que comenzamos con el ID-X. Las moléculas pequeñas son químicamente muy diversasy eso significa que tienes que poder abordar esas moléculas de varias maneras en términos de cómo se analizan. El nuevo instrumento tiene la capacidad de fragmentar las moléculas pequeñas usando diferentes energías con diferentes enfoques, y esto se ha mejorado al agregar lo quellamar una función de captura leve. Por lo tanto, si hay moléculas lábiles que tienden a desmoronarse en el proceso de análisis, ahora se conservan para que pueda obtener más información estructural sobre más de estas moléculas realmente frágiles.

Otra característica que agregamos al IQ-X aborda la diversidad química. Hay muchas moléculas pequeñas que tienen estructuras aromáticas o dobles enlaces, particularmente lípidos. Estos se pueden abordar con una técnica de fragmentación diferente, en este caso usando un ultravioletaláser de fotodisociación UVPD. Esto pone energía en la molécula para que se deshaga de una manera distinta y brinda a los usuarios una capacidad adicional para observar moléculas estructuralmente diversas.

La otra forma en que hemos mejorado el IQ-X es su capacidad para analizar mezclas muy complejas. Cuando presentamos el instrumento, lanzamos algo llamado Flujo de trabajo de adquisición de datos inteligente Thermo Scientific AcquireX. Con este flujo de trabajo, comienza proporcionandoel instrumento con alguna información que está enfocada en la muestra o no tiene nada que ver con la muestra. Un ejemplo simple es la introducción de solvente como fondo. El instrumento almacena esa información de modo que cuando se inyecta la muestra, el instrumento simplemente ignoratodas las cosas que no tienen nada que ver con la muestra. Básicamente, hemos mejorado esa inteligencia con lo que llamamos Flujo de trabajo de escaneo profundo avanzado. Aquí, puede combinar la información de varios conjuntos de muestra. Esto hace que sea más eficiente para encontrarpiezas de información estructural que pueden ser importantes. También hay una serie de otras mejoras que usted esperaría de un instrumento de próxima generación.ed rango de masa baja, un cuadrupolo segmentado para un mejor filtrado de masa y funciones avanzadas de determinación de picos.

AB: Otra característica que agregó fue la búsqueda de bibliotecas en tiempo real, ¿puede contarme más sobre esto?

AH:
Si observa un esfuerzo típico de descubrimiento de fármacos, en el que intenta comprender un candidato a fármaco, es posible que esté investigando un compuesto con una estructura química particular que, cuando se introduce en un ratón o en un ser humano, se metaboliza y normalmente se transforma enotros compuestos químicos. En un enfoque tradicional, se necesita mucho esfuerzo para descubrir qué podría suceder, por lo que la gente hace hipótesis y busca esa masa esperada. Con el IQ-X, todo esto se hace, esencialmente, en tiempo real.lo que hace es decir, aquí está la molécula de interés, la molécula del fármaco, por ejemplo, y luego mire cualquier espectro de fragmentación que adquiera y vea qué se relaciona con esta molécula del fármaco en particular. Imagine que la molécula del fármaco se divide en trespiezas; tienen características moleculares particulares a un m / z particular. Cada vez que aparecen en un evento de fragmentación, dices, dame más información, activa MS3 o pasa más tiempo en este pico. Este es un evento muy eleganteNo es una forma de averiguar más sobre las incógnitas que podrían estar en la muestra y que se relacionan con el fármaco candidato.Hacer que el instrumento haga todo el trabajo duro mientras adquiere datos es realmente un gran avance.

AB: Eso debe sumar un ahorro de tiempo significativo para los investigadores. ¿Tiene algún ejemplo del ahorro de tiempo que la gente ha logrado lograr?

AH: Sí, absolutamente. En un ejemplo en particular, el equipo estaba analizando un escenario típico de descubrimiento de fármacos similar al que describí anteriormente. De manera tradicional, por ejemplo, con el ID-X, pudieron encontrar 11 metabolitos.Con el IQ-X y su capacidad de búsqueda de bibliotecas en tiempo real, pudieron aumentar esto a 17 metabolitos. Ese es un muy buen ejemplo de cómo se puede utilizar esta capacidad para progresar de una manera mucho más relevante.

Otra buena clase de analitos en los que pensar son los productos naturales, que a menudo son moléculas de fármacos pero también lípidos. Esta es un área en la que creemos que habrá mucho entusiasmo. Para dar otro ejemplo, las moléculas de fármacos normalmente se glucuronidan como partedel metabolismo humano porque esta es una forma en que los medicamentos se excretan en las heces. Esto agrega un doble enlace, por lo que ahora puede usar la fuente de UVPD. Por lo tanto, si encuentra la molécula del medicamento, o una parte de una molécula del medicamento,puede ver si hay una forma glucuronidada del mismo. Puede agregar rápidamente la masa de un grupo de glucuronidación y luego buscar esa masa en particular dentro de su análisis. Eso es un gran ahorro de tiempo y hace que las cosas sean mucho más eficientes.

AB: ¿Qué ofrecen los laboratorios de los flujos de trabajo AcquireX y Met-IQ?

AH: Imagine un escenario en el que trató a tres grupos de ratas o ratones con un medicamento. En este caso particular, le gustaría saber si estos diferentes tipos de ratones reaccionan de manera diferente al medicamento o si tienen una forma diferente de metabolizar ela menudo, en la investigación actual, tienes ratones transgénicos, por lo que tienen fenotipos particulares. Por lo general, los ejecutarías como tres experimentos independientes y luego tratarías de entender los datos durante el análisis. Con el escaneo profundo avanzado, puedescombinar la información de estos tres grupos de ratones y luego enviar todo esto al escaneo profundo. Por lo tanto, el escaneo profundo puede considerar las diferencias particulares que se originan en cada grupo de animales mientras los analiza al mismo tiempo. Por ejemplo, puede ejecutar el primero y el segundogrupos de ratones y luego combine estos dos datos antes de analizar el tercer grupo.

AB: Según el sitio web de Thermo Fisher Scientific, AcquireX permite una interpretación imparcial. ¿Puede explicar qué se entiende por interpretación imparcial y cómo AcquireX ayuda a los investigadores a lograrlo?


AH: Lo que queremos decir con interpretación imparcial es la capacidad de extraer más información de la muestra. Imagine que hay 100 metabolitos en una muestra en particular, pero solo puede identificar 30 o 50 de ellos a través de sus esfuerzos; básicamenteignorando la otra mitad de la información sobre este medicamento. Automáticamente sesga sus conclusiones. Con la capacidad de profundizar mucho más, obtiene mucho menos sesgo en sus resultados.

AB: El IQ-X tiene una nueva fuente de iones de preparación automática, que permite la calibración de la pasarela. ¿Puede explicarme esto y los beneficios que proporciona?

AH: Esta es probablemente una de las características más interesantes para la eficiencia. Por lo general, los clientes se toman el tiempo para desconectar la fuente y colocar otra fuente en particular para calibrar el sistema cada pocos días, porque quieren poder hacer precisiones de tipo ppmpara su análisis de moléculas pequeñas. Cuanto mejor sea la precisión de la masa, más precisa será la interpretación de los datos para las moléculas pequeñas. En el IQ-X, la fuente en realidad calibra automáticamente el instrumento. Esto no se hace de forma aleatoria. El IQ-X puede reconocer cuando nadie lo está usando, por ejemplo, porque la ejecución anterior acaba de finalizar y la siguiente ejecución no está programada, y utilizará este tiempo para verificar la calibración. Esto no significa que siempre requieracalibración; es posible que solo necesite una actualización de la calibración. Se configura automáticamente para hacer eso. Por lo tanto, cuando el instrumento se necesita nuevamente, está recién calibrado y listo para funcionar. Es posible programar la calibración de muchas maneras diferentes entreinstRumentos en diferentes condiciones.Este es otro muy buen ejemplo de cómo este instrumento genera eficiencia para los usuarios.Y cuanto más precisas sean sus mediciones a través de una fuerte calibración, mejores resultados obtendrá.

AB: El IQ-X contiene una fuente de UVPD, ¿podría hablarme un poco sobre eso y lo que proporciona?

AH: La capacidad de excitar moléculas a través de un láser UVPD le permite fragmentar y finalmente caracterizar moléculas pequeñas que tienen un doble o triple enlace. Un buen ejemplo serían los lípidos que tienen dobles enlaces en sus ácidos grasos. Si los expone a UVPD,se fragmentan de maneras muy características. Los lípidos son particularmente desafiantes porque si no tienen un doble enlace, no se fragmentan fácilmente. Usando términos no químicos, la capacidad de cortar esencialmente el grupo de ácidos grasos a la mitad con el láser UVPD yluego mirar las piezas le permite ver un triglicérido o diglicéridos y comprender qué ácidos grasos son parte del grupo de triglicéridos. UVPD proporciona una manera mucho mejor de evaluar la longitud de estos grupos de ácidos grasos, lo cual es muy útil, porque realmente no hayotra forma de hacer esto de otra manera.

Andreas Huhmer estaba hablando con Ash Board, director editorial de Technology Networks.

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Doctorado en Ash Board
Director editorial
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