Příprava vzorků, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceAgilent Technologies
Význam tématu
Buněčná metabolomika umožňuje detailní sledování změn malomolekulárního složení v biologických vzorcích, což je klíčové pro pochopení biochemických drah, diagnostiku onemocnění a vývoj léčiv. Kombinace automatické přípravy vzorků, robustní chromatografie a citlivé LC/TQ detekce zvyšuje reprodukovatelnost a průchodnost analytických protokolů.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem prezentované práce je vyvinout komplexní a přenosný workflow pro cílenou buněčnou metabolomiku, který zahrnuje:
- Automatizovanou extrakci polárních metabolitů na platformě Bravo.
- HILIC chromatografii na sloupci Poroshell 120 HILIC-Z v systému 1290 Infinity II Bio LC.
- Detekci na trojitém kvadrupólu 6495C LC/TQ s iontovým trychtýřem.
- Statistickou analýzu dat v softwaru Mass Profiler Professional.
Použitá metodika a instrumentace
Workflow obsahuje tyto hlavní kroky a přístroje:
- Lyze a okamžité zchlazení (quenching) 1×10⁶ buněk K562.
- Polarizovaná extrakce na Bravo platformě se SPE kartami a následné vysušení a rekonstituci v 80 % acetonitrilu.
- HILIC chromatografie s Poroshell 120 HILIC-Z sloupcem, 0,5 mL/min, obousměrná ionizace (pozitivní i negativní mód).
- Detekce 274 metabolitů v dynamickém MRM režimu na 6495C LC/TQ, databáze vytvářená v MassHunter Optimizer (>500 látek).
- Integrace dat v MassHunter Quant a následná statistická analýza v Mass Profiler Professional (ANOVA, fold-change).
Hlavní výsledky a diskuse
- Retenční časy byly reprodukovatelné s RSD <5 % během 11 dní.
- Při krátkých dobách sběru (<1 ms) bylo detekováno přes 250 metabolitů v buněčné matrici, celkem 274 cílených látek.
- Citlivost metody dosahuje fmol úrovní na kolonu (13C-fenylalanin lineární od 0,5 do 10 000 ng/mL).
- PCA analýza a heatmapy prokázaly jasné rozlišení skupin podle přidané koncentrace, RSD nežádaných signálů pod 20 %.
- Mass Profiler Professional identifikoval přibližně 60 významně diferencovaných metabolitů s možností další normalizace.
Přínosy a praktické využití metody
- Automatizace zvyšuje reprodukovatelnost a minimalizuje pipetovací chyby.
- Přenosnost chromatografických podmínek mezi laboratořemi zajišťuje konzistentní výsledky.
- Široká databáze metabolitů umožňuje flexibilní rozšíření sledovaných drah.
- Workflow je vhodný pro velkoobjemové studie a rychlý přechod od dat k biologickým závěrům.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace s vysokorozlišovacími analyzátory pro neoznačené profily.
- Rozšíření databáze o lipidy a posttranslační modifikace proteinů.
- Implementace real-time QC a pokročilých normalizačních algoritmů.
- Využití umělé inteligence pro automatizovanou interpretaci dat.
- Přizpůsobení workflow pro single-cell metabolomiku.
Závěr
Představený workflow kombinuje automatizovanou extrakci, robustní HILIC chromatografii, citlivou detekci na LC/TQ a rozsáhlou databázi metabolitů s pokročilou statistickou analýzou. Metoda nabízí vysokou průchodnost, reprodukovatelnost a komplexní pokrytí klíčových metabolických drah, což usnadňuje rychlý přechod od experimentálních dat k biologickým závěrům.
Reference
- Van de Bittner GC a kol. A Comprehensive Workflow for Routine, Automated, Metabolite + Lipid Analysis of Mammalian Cells. Metabolomics Conference Poster, 2020, #74.
- Yannell KE a kol. Improvements to HILIC Robustness – a Targeted HILIC Metabolomics Method for Routine Analysis. ASMS, 2021.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.