LipidQuan for Comprehensive and High-Throughput HILIC-based LC-MS/MS Targeted Lipid Quantitation

Význam tématu

Vývoj flexibilních a rychlých analytických metod pro cílenou kvantifikaci lipidů je klíčový pro pokrok v lipidomice. Lipidy hrají zásadní roli v energetickém metabolismu, strukturní integritě buněk a buněčné signalizaci, přičemž jejich dysregulace souvisí s řadou onemocnění, jako jsou rakovina, záněty a kardiovaskulární choroby.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout vysoce průtokovou, komplexní HILIC-based LC-MS/MS metodu (LipidQuan) pro rychlou chromatografickou separaci a cílenou kvantifikaci polárních i nepolárních lipidových tříd v lidské plazmě během 8 minut.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky plazmy byly připraveny precipitací proteinů studeným isopropanolem (1:5, 4 °C), následovanou vířením, chlazením a centrifugací. Chromatografie byla prováděna na systému ACQUITY UPLC I-Class s kolonkou BEH Amide (2,1×100 mm, 1,7 µm) v režimu HILIC. Detekce proběhla na hmotnostních spektrometrech Waters Xevo TQ-XS nebo Xevo TQ-S v režimech MRM s elektrosprejovou ionizací (ESI) v pozitivním i negativním módu. Softwarově byla data zpracována pomocí TargetLynx nebo Skyline a metodický soubor Quanpedia obsahoval 2041 MRM přechodů s retenčními časy.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila separaci 16 lipidových tříd v čase 8 minut. Z NIST Standard Reference Material® 1950 plazmy bylo detekováno a kvantifikováno 508 lipidových druhů (261 v pozitivním, 247 v negativním módu). Kalibrační křivky pro isotopické standardy měly linearitu přes 4 řády (průměrné korelační koeficienty >0,99 v + módu a >0,98 v – módu). Separace podle tříd minimalizovala izobarické interference a výrazně snížila počet nutných stabilně značených standardů.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká propustnost analytických sérií díky osmi minutovému běhu.
• Komplexní pokrytí 16 lipidových tříd s rozlišením na třídě založeném HILIC.
• Snížení nákladů na standardy díky společné separaci lipidů a jejich izotopických analogů.
• Robustní nasazení bez manuálního zadávání metod díky Quanpedia method file.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace plně automatizovaných pracovních postupů pro klinické a velkosériové studie.
• Rozšíření databází MRM přechodů o nové lipidové molekuly a modifikace.
• Kombinace lipidomických dat s dalšími omickými přístupy a pokročilou bioinformatikou.
• Pokračující vývoj hmotnostních spektrometrů s vyšším rozlišením a citlivostí.

Závěr

Metoda LipidQuan představuje rychlou, robustní a cenově efektivní platformu pro cílenou kvantifikaci širokého spektra lipidů v plazmě. Díky chromatografii podle tříd a softwarové integraci Quanpedia se zjednodušuje validace a snižuje chybovost metodického nastavení.

Reference

1. Quehenberger O., Dennis E.A.: The Human Plasma Lipidome. N. Engl. J. Med. 2011, 364:1812–1823.
2. Líša M., Holčapek M.: High-Throughput and Comprehensive Lipidomic Analysis Using Ultrahigh-Performance Supercritical Fluid Chromatography Mass Spectrometry. Anal. Chem. 2015, 87(14):7187–7195.
3. Grumbach E.S., Fountain K.J.: Comprehensive Guide to HILIC. Hydrophilic Interaction Chromatography. Waters Corporation 2010.
4. Cífková E. et al.: Nontargeted Quantitation of Lipid Classes Using HILIC-ESI MS with Single Internal Standard and Response Factor Approach. Anal. Chem. 2012, 84(22):10064–10070.
5. Sarafian M.H. et al.: Objective Set of Criteria for Optimization of Sample Preparation Procedures for UHT Untargeted Blood Plasma Lipid Profiling by UPLC-MS. Anal. Chem. 2014, 86(11):5766–5774.