Simultaneous analysis of amino acids, acylcarnitines, and succinylacetone in dried blood spots for research using nonderivatized and derivatized methods

Význam tématu

Rychlá a citlivá analýza aminokyselin, acylkarnitinů a sukcinylacetonu v suchých krevních skvrnách je klíčová pro výzkum vrozených poruch metabolismu a pro screening novorozenců. Zjednodušení přípravy vzorku a eliminace agresivních činidel zvyšuje efektivitu a bezpečnost laboratorního provozu.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a srovnat dva přístupy přípravy vzorku (derivatizovaný i nerytualizovaný) pro simultánní stanovení 12 aminokyselin, 18 acylkarnitinů a sukcinylacetonu ve vzorcích suché krve metodou flow injection analysis-tandem mass spectrometry na přístroji TSQ Endura.

Použitá instrumentace

• Triple kvadrupólový hmotnostní spektrometr Thermo Scientific TSQ Endura s HESI zdrojem ionizace.
• Flow injection analysis bez chromatografické kolony, data acquisice v režimu SRM.
• HPLC systém Dionex UltiMate HPG-3200 RS pumpa a WPS-3000 TRS autosampler (využit pro LC gradient při derivatizaci).
• Meta-kalkulační software iRC PRO pro automatizované zpracování dat z SRM.

Hlavní výsledky a diskuse

• Oba postupy dosahovaly dobrého signál/šum poměru i pro špatně ionizovatelné analyty (sukcinylaceton, C5DC).
• Intraasay precizita (n=10) byla pod 10 % a interasay precizita (n=70) pod 15 % u obou metod.
• Metody vykázaly vysokou korelaci koncentrací (rozdíly 3–5 % u aminokyselin a sukcinylacetonu, 10–14 % u acylkarnitinů).
• Doba analýzy byla 1,5 min na vzorek, což podporuje vysokou propustnost.

Přínosy a praktické využití metody

• Zrychlení a zjednodušení přípravy vzorků pro výzkum metabolických poruch.
• Volba derivatizace podle požadované citlivosti bez kompromisů ve selektivitě.
• Snížení spotřeby agresivních chemikálií a zlepšení bezpečnosti práce.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace metod do rutinního screeningu novorozeneckých vzorků.
• Automatizace přípravy a analýzy vzorků pro zvýšení reproducibility.
• Rozšíření panelu analyzovaných látek o nové biomarkery.
• Použití pokročilých bioinformatických nástrojů pro interpretaci dat.

Závěr

Vyvinuté FIA-MS/MS metody na přístroji TSQ Endura umožňují rychlé, přesné a simultánní stanovení aminokyselin, acylkarnitinů a sukcinylacetonu ve vzorcích suché krve s vysokou opakovatelností a flexibilitou volby postupů přípravy vzorku.

Reference

1. Chace DH, Kalas TA, Naylor EW. Use of tandem mass spectrometry for multianalyte screening of dried blood specimens from newborns. Clin Chem. 2003;49(11):1797–1817.
2. Chace DH et al. Rapid diagnosis of phenylketonuria by quantitative analysis for phenylalanine and tyrosine in neonatal blood spots by tandem mass spectrometry. Clin Chem. 1993;39(1):66–71.
3. Millington DS et al. Tandem mass spectrometry: a new method for acylcarnitine profiling with potential for neonatal screening for inborn errors of metabolism. J Inherit Metab Dis. 1990;13(3):321–324.
4. Dhillon KS et al. Improved tandem mass spectrometry derivatized method for the detection of tyrosinemia type I and amino acids and acylcarnitine disorders using a single extraction process. Clin Chim Acta. 2011;412(11-12):873–879.
5. De Jesus VR et al. Comparison of amino acids and acylcarnitines assay methods used in newborn screening assays by tandem mass spectrometry. Clin Chim Acta. 2010;411(9-10):68–69.
6. Wang J et al. The use of a new meta-calculation software for automated data processing of tandem MS for inborn error metabolism research. Thermo Fisher Scientific. PN64229.