Enhanced Specificity Provides Increased Quantitative Accuracy When Using SONAR for the Analysis of Low Level Lipids in Plasma-Based Extracts

Význam tématu

Analýza lipidů na nízkých úrovních v biologických vzorcích představuje klíčový nástroj pro výzkum metabolismu, klinickou diagnostiku a farmaceutické aplikace. Přetrvávající komplikace koeluce a fragmentační interference u tradičních metod LC-MS mohou ovlivnit přesnost kvantifikace a spolehlivost identifikace. Technologie SONAR nabízí řešení těchto výzev kombinací datově nezávislého sběru iontových dat (DIA) s vysokým rozlišením a selektivitou, což vede ke zvýšení kvality a důvěryhodnosti výsledků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo prokázat schopnost SONAR dosahovat širokého dynamického rozsahu a vysoké kvantitativní přesnosti při detekci nízkonákladových lipidů ve vzorcích lidské plazmy. K tomu byly do plazmatických extraktů přidány deuterované standardy v koncentracích od 5 až do 0,0001 µg/mL a porovnány výsledky SONARu s konvenčním režimem MSE.

Použitá instrumentace

Pro chromatografii byla využita kolona ACQUITY UPLC CSH C18 (1,7 µm, 2,1×100 mm) na systému Waters ACQUITY UPLC. Hmotnostní spektrometrie probíhala na přístroji Xevo G2-XS QTof pracujícím v režimu SONAR s šířkou kvadrupólové propustky 10 Da a rychlostí snímání 0,1 s, pokrývající rozsah prekurzorových iontů 350–950 m/z a fragmentační spektra 50–1200 m/z. Sběr dat a kvantifikace byly zpracovány v softwaru Skyline.

Použitá metodika

Lipidové extrakty byly připraveny odstředěním plazmy zředěné v isopropanolu (1:2, v:v), inkubací a ukládáním při –20 °C. Do supernatantu byly zařazeny deuterované standardy SPLASH LipidoMix v poměrech 1:1 až 1:100 000. Separace proběhla na 20minutovém gradientu reverzní fáze. Data v režimu SONAR byla porovnána s běžným MSE pro ověření selektivity.

Hlavní výsledky a diskuse

SONAR umožnil dosáhnout limit detekce (LOD) na úrovni 0,001 µg/mL a limit kvantifikace (LOQ) 0,1 µg/mL, což odpovídá nejlepším targeted metodám. Významné snížení spektrálních interferencí a zvýšení počtu přechodů vedlo k lepší linearitě (R2 mezi 0,985 a 0,991) v širokém rozsahu koncentrací. Vizualizace v Skyline potvrdila časově sladěné prekurzorové a fragmentační ionty, což zvyšuje spolehlivost kvantifikace.

Přínosy a praktické využití metody

SONAR přináší vysokou selektivitu bez rozsáhlé optimalizace metody, umožňuje současný sběr plnospektrálních a fragmentačních dat a podporuje vysoký pracovný cyklus. Výsledný workflow lze snadno integrovat do stávajících analytických platforem, což je výhodné pro QA/QC v klinických a průmyslových laboratořích i pro rozsáhlé kohortové studie.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry zahrnují rozšíření aplikace SONAR na další třídy biomolekul, automatizaci datové analýzy s pokročilými AI nástroji a implementaci v diagnostice biomarkerů. Kombinace s multi-omic přístupy a vysokokapacitní screening budou hrát klíčovou roli v personalizované medicíně.

Závěr

Studie demonstruje, že SONAR dokáže spolehlivě kvantifikovat nízkonákladové lipidy s vysokým dynamickým rozsahem, zlepšenou selektivitou a kvantitativní přesností. Plnospektrální DIA sběr dat poskytuje flexibilitu pro další analýzu a široké využití v klinicko-analytické praxi.

Reference

1. A. King, L. Gethings, R. Plumb, I. Wilson, Increased Specificity, Improved Lipidomic Clarity, and Identification Confidence with SONAR, Waters Application Note 720006036EN, 2017.
2. Sarafian et al., Bile Acid Profiling and Quantification in Biofluids using Ultra-Performance Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry, Anal. Chem., 2015.