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

Význam tématu

Analýza lipidů je klíčová pro pochopení jejich role v energetickém metabolismu, strukturních funkcích buněk a v patofyziologii onemocnění jako jsou nádorová onemocnění, záněty či kardiovaskulární choroby. Široké spektrum fyzikálně-chemických vlastností jednotlivých lipidů představuje analytickou výzvu a vyžaduje robustní a citlivé metody.

Cíle a přehled studie / článku

Tento Application Note popisuje vývoj a validaci vysoce průchodné HILIC-based LC-MS/MS metody pro cílenou kvantifikaci 16 polarních a nepolárních lipidních tříd v lidském plazmatickém vzorku. Metoda umožňuje rychlou separaci, detekci a kvantifikaci více než 500 lipidních molekul s použitím pozitivního i negativního ionizačního režimu.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky plazmy byly připraveny jednoduchou precipitací bílkovin pomocí chlazeného isopropanolu (1:5; plasma:IPA), po které následovala centrifugace a přímá analýza supernatantu.

• Chromatografie: ACQUITY UPLC H-Class PLUS/I-Class, kolona BEH Amide 1,7 µm (2,1×100 mm), teplota 45 °C, gradientní eluce (8 min, 0,6 mL/min).
• Hmotnostní spektrometrie: Xevo TQ-XS nebo Xevo TQ-S, ESI v režimu MRM (+/-), zdrojová teplota 120 °C, desolvační teplota 500 °C.
• Software: TargetLynx a Skyline pro zpracování a vizualizaci dat.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla separace 16 lipidních tříd během osmi minut s celkem 2041 MRM přechody. V NIST Standard Reference Material 1950 plazmě bylo identifikováno a kvantifikováno 508 lipidních druhů (261 v pozitivním a 247 v negativním režimu). Kalibrační křivky pro stabilně značené interní standardy prokázaly lineární rozsah čtyř dekád s korelačními koeficienty > 0,992 (pozitivní režim) a > 0,980 (negativní režim). Separace podle třídy redukuje izobarické interferenční signály a snižuje počet potřebných standardů.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká propustnost velkých sad vzorků díky 8min chromatografii.
• Úspora nákladů na interní standardy díky třídní separaci lipidů.
• Robustní a snadné nasazení platformy s přednastavenými metodami Quanpedia a SOPs.
• Flexibilní zpracování dat ve více softwarových prostředích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze rozšířit na další biologické matrice, propojit s vysokorozlišovacími spektrometry, zavést plně automatizovanou přípravu vzorků a aplikovat pokročilé algoritmy strojového učení pro rychlejší a přesnější interpretaci lipidomických dat, což podpoří personalizovanou medicínu.

Závěr

Vyvinutá HILIC-based LC-MS/MS metoda poskytuje rychlou, citlivou a nákladově efektivní kvantifikaci širokého spektra lipidních tříd v plazmě, čímž významně zefektivňuje lipidomické studie ve velkých vzorkových kohortách.

Reference

1. Quehenberger O a Dennis EA The Human Plasma Lipidome N Engl J Med 2011 1812–23
2. Lisa M a Holcapek M High-Throughput and Comprehensive Lipidomic Analysis Using Ultrahigh-Performance Supercritical Fluid Chromatography Mass Spectrometry Anal Chem 2015 7187–95
3. Grumbach ES a Fountain KJ Comprehensive Guide to HILIC Hydrophilic Interaction Chromatography 2010 715002531
4. Cifkova E Holcapek M Lisa M Ovcacikova M Lycka A Lynen F Sandra P Nontargeted Quantitation of Lipid Classes Using Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography Electrospray Ionization Mass Spectrometry with Single Internal Standard and Response Factor Approach Anal Chem 2012 10064–70
5. Sarafian MH Gaudin M Lewis MR Martin FP Holmes E Nicholson JK Dumas ME Objective set of criteria for optimization of sample preparation procedures for ultra-high throughput untargeted blood plasma lipid profiling by ultra performance liquid chromatography mass spectrometry Anal Chem 2014 5766–74