METABOLOMIC RESEARCH USING THE AGILENT 6545 Q-TOF LC/MS SYSTEM

Význam tématu

Metabolomika představuje pokročilý přístup k identifikaci a kvantifikaci velkého množství biologicky aktivních sloučenin v komplexních vzorcích. Díky výkonným LC-MS technikám lze bez předchozí znalosti biochemických drah odhalit potenciální biomarkery pro diagnostiku či sledování onemocnění, jako je chronické onemocnění ledvin (CKD).

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo porovnat výkonnost nového Agilent 6545 Q-TOF LC/MS systému se stávající generací Q-TOF při analýze sérových extraktů zdravých dárců a pacientů s CKD ve stadiích 3 a 5. Hodnotila se citlivost, počet detekovaných sloučenin a schopnost strukturální identifikace.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatografie: Agilent 1290 Infinity LC
• Detektor: Agilent 6545 Q-TOF LC/MS s vysokým rozlišením a přesností hmotnosti (< 1 ppm)
• Autotune: Swarm Autotune pro optimalizaci iontové transmisní dráhy
• Ionizace: ESI v pozitivním i negativním režimu s referenčním m/z korigováním
• Software: MassHunter pro extrakci dat, MassProfiler Pro pro zarovnání, normalizaci, filtrování a statistickou analýzu

Hlavní výsledky a diskuse

Nový Q-TOF prokázal 2–7násobné zvýšení citlivosti oproti předchozí generaci.

• Počet extrahovaných analytických signálů v pozitivním režimu: 5 817 vs 2 102
• Při pětinové kolumnové náloži zachováno 2 489 funkčních feature
• Objev unikátních biomarkerů, např. succinoadenosin, sialylaktóza či oxoprolylprolin, s výrazným zvýšením odezvy až 7,7×
• Strukturální potvrzení pomocí MS/MS fragmentace, vyhledávání v METLIN knihovně a ChemSpider přes MSC korrelátor

Přínosy a praktické využití metody

Vysoká citlivost a přesnost hmotnostního určení umožňují detekci nízkoabundantních metabolitů v omezeném množství vzorku. Metodika nachází uplatnění v biomarkerovém výzkumu, farmakometabolomice, toxikologii i QA/QC průmyslových procesů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s nativními iontovými mobilitními spektrometry pro rozlišení izomerů
• Automatizované toky pro vysokoprůkazové klinické studie a personalizovanou medicínu
• Využití strojového učení pro pokročilou analýzu velkých datových souborů a predikci patologických stavů

Závěr

Agilent 6545 Q-TOF LC/MS představuje zásadní technologický posun v metabolomických analýzách. Kombinace vylepšené citlivosti, přesnosti hmotnostního určení a robustního softwaru umožňuje detailní profilaci metabolomů i při minimálních objemech biologického materiálu.

Reference

• Agilent Technologies, Application Note 5991-5876EN, USA, 2015