timsMetabo erweitert TIMS Technologie für Metabolomics

Mit dem timsMetabo stellt Bruker ein System vor, das die bisherige Nutzung der TIMS Technologie deutlich ausweitet. Während der Schwerpunkt bislang klar in der Proteomik lag, öffnet sich das Verfahren nun für kleinere Moleküle und neue Anwendungsfelder. Genau an dieser Schnittstelle setzt das Gerät an – technisch wie methodisch.

Die Erweiterung betrifft vor allem den zugänglichen Massenbereich. Messungen unterhalb eines Masse-zu-Ladungsverhältnisses von 300 werden erstmals systematisch nutzbar. Damit verschiebt sich der Fokus weg von ausschließlich großen Biomolekülen hin zu komplexeren chemischen Zusammenhängen, wie sie in Metabolomics und Lipidomics auftreten.

timsMetabo von Bruker erschließt neue Massenbereiche

Das zentrale Merkmal des Systems ist die Ausweitung des Analysefensters. Die TIMS Technologie – kurz für Trapped Ion Mobility – ermöglicht eine zusätzliche Trennstufe innerhalb der Massenspektrometrie. Diese ergänzt die klassische chromatographische Vortrennung und erhöht die Auflösung der Analyse deutlich. Durch die Erweiterung auf kleinere Moleküle wird die Technologie für Anwendungen relevant, die bislang nur eingeschränkt zugänglich waren. Dazu gehören insbesondere metabolische Prozesse, bei denen eine Vielzahl kleiner Verbindungen gleichzeitig betrachtet werden muss. Bruker nutzt diesen Ansatz gezielt, um die Einsatzmöglichkeiten über die klassische Proteinanalyse hinaus zu erweitern. Das Gerät wird damit zu einem Werkzeug für breiter angelegte Fragestellungen, etwa in der biochemischen Forschung oder der Umweltanalytik.

TIMS Technologie und CCS Werte als analytischer Vorteil

Ein entscheidender Vorteil der TIMS Technologie liegt in der zusätzlichen Dimension der Trennung. Neben Masse und Retentionszeit können sogenannte CCS-Werte – also Kollisionsquerschnitte – bestimmt werden. Diese liefern strukturelle Informationen über Moleküle und erhöhen die Sicherheit bei der Identifikation. Die Genauigkeit dieser Werte liegt laut Hersteller bei etwa einem Prozent und kann reproduzierbar über verschiedene Standorte hinweg erreicht werden. Das ist insbesondere für globale Forschungsnetzwerke relevant, in denen Daten vergleichbar sein müssen. Die Kombination aus chromatographischer Trennung, Ionenmobilität und hochauflösender Massenspektrometrie führt zu einem mehrdimensionalen Datensatz. Dieser erlaubt eine differenziertere Auswertung als klassische Verfahren.

MetaboScape Software und digitales Metabolom im Einsatz

Parallel zur Hardware spielt die Software eine zentrale Rolle. Mit MetaboScape stellt Bruker eine Plattform bereit, die speziell auf metabolische Analysen ausgelegt ist. Ziel ist es, ein sogenanntes digitales Metabolom zu erzeugen – also eine umfassende Datensammlung, die sich langfristig nutzen lässt. Ein neuer Messmodus ermöglicht es, Daten nicht nur einmalig auszuwerten, sondern auch retrospektiv neu zu interpretieren. Das bedeutet: Messungen können gespeichert und später mit neuen Hypothesen erneut analysiert werden. Diese Vorgehensweise verändert den Umgang mit Daten grundlegend:

• Messdaten bleiben dauerhaft verfügbar und auswertbar
• neue Fragestellungen können nachträglich geprüft werden
• Forschung und Routineanalytik greifen auf denselben Datenpool zu
• Analyseprozesse werden flexibler und weniger linear

Anwendungen von Metabolomics bis Umweltanalytik

Mit der erweiterten Messfähigkeit erschließen sich mehrere Anwendungsfelder. Neben der klassischen Metabolomics rücken auch Lipidomics und Umweltanalytik stärker in den Fokus. Ein konkretes Beispiel ist die Untersuchung von Altlasten in der Umwelt. Durch die verbesserte Analyse kleiner Moleküle lassen sich Substanzen identifizieren, die zuvor schwer nachweisbar waren. Gleichzeitig eröffnet das System neue Möglichkeiten in der Exposomics. Dabei geht es um die Gesamtheit der Einflüsse, denen ein Mensch im Laufe seines Lebens ausgesetzt ist – etwa durch Nahrung oder Umweltfaktoren. Diese komplexen Zusammenhänge erfordern breit angelegte, ungezielte Messverfahren, die große Datenmengen erfassen können. timsMetabo ist genau für solche Szenarien ausgelegt. Es erlaubt eine umfassende Datenerhebung, die anschließend über Software ausgewertet und interpretiert wird.

Zielgruppen und Perspektiven der TIMS Technologie

Die Hauptzielgruppen für das System sind Forschungseinrichtungen und spezialisierte Anwender in der analytischen Routine. Besonders relevant ist das Gerät für Wissenschaftler, die sich mit metabolischen Prozessen oder Umweltfaktoren beschäftigen. Gleichzeitig befindet sich die TIMS Technologie noch nicht flächendeckend im Routineeinsatz. Genau hier setzt die Strategie von Bruker an. Ziel ist es, die Technologie aus dem spezialisierten Forschungsumfeld herauszuführen und breiter verfügbar zu machen. Das erfordert nicht nur technische Weiterentwicklung, sondern auch eine Vereinfachung der Anwendung. Systeme wie timsMetabo sollen dazu beitragen, die Hürden für den Einsatz zu senken und die Methode langfristig zu etablieren. Die Entwicklung zeigt, wie sich analytische Verfahren weiter verschieben: weg von isolierten Messungen hin zu integrierten Systemen, die Daten langfristig nutzbar machen und neue Fragestellungen zulassen.