High-throughput comprehensive analysis of trace D- and L- amino acids using extra-facile chiral separation and column switching

Postery | 2017 | ShimadzuInstrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Zaměření
Klinická analýza
Výrobce
Shimadzu

Význam tématu


Chirální aminokyseliny hrají klíčovou roli v biologických i potravinářských procesech. L-formy jsou stavebními jednotkami proteinů, zatímco stopové D-formy jsou stále více zkoumány jako biomarkery, při studiu metabolismu či kvalitativní kontrole fermentovaných potravin. Rychlá a spolehlivá analýza poměrá L/D aminokyselin usnadňuje výzkum ve farmaceutickém, biotechnologickém a potravinářském průmyslu.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo vyvinout vysoce propustný (high-throughput) postup pro kompletní screening stopových D- a L-aminokyselin bez nutnosti derivatizace, s analýzou do 10 minut. Metoda kombinuje extra‐efektivní chirální separaci s automatickým přepínáním dvou kolonek pro simultánní stanovení 22 aminokyselin v komplexních vzorcích, jako jsou černé octy a jogurty.

Použitá metodika a instrumentace


Využitá chromatografická metoda:
  • Chirální kolony CROWNPAK CR-I(+) a CR-I(–) (3 mm × 150 mm, 5 µm) při 20 °C
  • Mobilní fáze: acetonitril/ethanol/voda/kyselina trifluoroctová (80/15/5/0,5), tok 0,6 mL/min
  • Přepínání kolon (FCV ventily) řízené časovým programem LC (LC Time Program)
  • Příprava vzorku: dvoustupňová tekutá extrakce (metanol, voda, chloroform) následovaná ředěním mobilní fází
Detekce a kvantifikace:
  • HPLC systém Prominence/Nexera X2 (Shimadzu)
  • Triple kvadrupólový hmotnostní spektrometr LCMS-8050/8060 se zdrojem ESI v pozitivním módu
  • Přímé MRM přechody pro 22 D/L aminokyselin
  • Automatizované dávkování vzorků (SIL-30AC) s programem pretretmentu umožňujícím dvě injekce z jednoho vzorku

Hlavní výsledky a diskuse


Analýza černých octů a jogurtů prokázala přítomnost D-aminokyselin ve všech vzorcích. Klíčové nálezy:
  • D-Alaninu bylo detekováno ve všech vzorcích; koncentrace D-Alanin/L-Alanin se lišila mezi 3,8 % až 164 % v octech
  • V jogurtech se objevilo vysoké množství D-Glu (>40× oproti L-Glu), zatímco L-Glu chybělo
  • Jogurt D vykazoval zvýšené hladiny D-Alaninu a D-Lysinu
Chromatogramy ukázaly, že i blízce příbuzné izoformy (např. D-Thr a D-allo-Thr) lze oddělit díky využití dvou chirálních kolon v jediném běhu.

Přínosy a praktické využití metody


Navržený systém umožňuje:
  • Rychlé stanovení kompletního profilu D/L aminokyselin do 10 min bez derivatizace
  • Vysokou citlivost a reprodukovatelnost díky MRM detekci
  • Automatizaci a kontinuální zpracování sérií vzorků, ideální pro QA/QC a výzkumné laboratoře

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekávané směry rozvoje:
  • Další softwarová automatizace datového zpracování a integrace s metabolomickými platformami
  • Miniaturizace přístrojů a nasazení v klinické diagnostice pro screening D-aminokyselin jako biomarkerů
  • Rozšíření na analýzu peptidů a dalších chirálních metabolitů v komplexních matricích

Závěr


Implementace chirálních kolon s automatickým přepínáním a optimalizovaným programem pretretmentu přináší efektivní a vysoce propustný workflow pro kompletní analýzu stopových D/L aminokyselin. Metoda nabízí robustní, citlivé a rychlé stanovení, vhodné pro potravinářský výzkum, biotechnologii a klinické aplikace.

Reference


  1. Nakano Y., Konya Y., Taniguchi M., Fukusaki E. Journal of Bioscience and Bioengineering, 123, 134–138 (2017)

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Analysis of Chiral Amino Acids within Fermented Beverages Utilizing a Column Switching System
Application Notebook - Solutions for Food Development
Developing a Chiral Amino Acid Analysis Method That Uses Column Switching
Developing a Chiral Amino Acid Analysis Method That Uses Column Switching