LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníMetabolomika, Klinická analýza
VýrobceAgilent Technologies
Význam tématu
Vědecké i průmyslové laboratoře stále častěji používají netargetované metabolomické analýzy k odhalení biochemických změn souvisejících s onemocněními, farmakologickými zásahy či environmentálními faktory. Robustní workflow s vysokým výtěžkem a reprodukovatelnou chromatografií umožňuje spolehlivě detekovat a kvantifikovat polaritu metabolitů spolu s možností identifikace dosud neznámých sloučenin.
Cíle a přehled studie
Studie si klade za cíl vytvořit komplexní workflow od přípravy malomnožných objemů myší plazmy až po statistickou analýzu a neznámé identifikace. Metodu aplikovali na plazmové vzorky šestnáctitýdenních obézních a kontrolních myší (C57BL/6J), aby odhalili dysregulované metabolity a předvedli univerzálnost přístupu.
Použitá metodika a instrumentace
Sample prep:
- Bravo Metabolomics Platform se sorbentem Captiva EMR-Lipid SPE pro vysoce výtěžné extrakce z 20 μL plazmy.
- Post-spike izotopově značených standardů pro kontrolu přesnosti.
- Agilent 1290 Infinity II Bio LC s HILIC-Z kolonou, RSD retenčních časů <5 % během 11 dní.
- Agilent 6546 LC/Q-TOF, All Ions akvizice při 6 Hz, tři kolizní energie.
- Agilent Jet Stream ESI: 225 °C, 9 L/min suspenzní plyn, 375 °C plyn ochranný.
- Q-TOF tune: Fragile (m/z 1700), fragmentor 100 V, skimmer 45 V.
- MassHunter Profinder pro rekurzivní extrakci prvků.
- Mass Profiler Professional (MPP) pro statistické zpracování a IDBrowser s vlastním HILIC PCDL (542 analytů).
- SIRIUS + CANOPUS pro strukturovou predikci a klasifikaci nových neznámých.
Hlavní výsledky a diskuse
- Detekováno 2 146 znaků (negativní ionizační mód), po filtrování p = 0,05, fold change > 5 a abundanci > 5 000 zůstalo 47 významných rysů.
- PCA a hierarchická klastrovací analýza potvrdily jasné oddělení obézních a kontrolních skupin.
- IDBrowser identifikoval 30 z 47 rysů pomocí vlastního HILIC PCDL (skóre ≥ 70).
- SIRIUS strukturová analýza přidala 5 nových identifikací (skóre ≥ 82) a CANOPUS klasifikoval metabolitické třídy.
- Systém vykázal průměrnou hmotnostní chybu < 0,5 ppm a delta RT < 0,02 min (n = 50).
Přínosy a praktické využití metody
Methoda nabízí automatizovanou, vysoce reprodukovatelnou platformu pro netargetované metabolomické studie s možností identifikace známých i nových sloučenin. Díky přenositelným chromatografickým podmínkám a osvědčené SPE přípravě umožňuje porovnání dat mezi různými laboratořemi a přístroji.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Další rozšíření PCDL a veřejných spektrálních knihoven pro zrychlení identifikací.
- Integrace strojového učení a AI pro predikci struktur a biologických funkcí.
- Implementace do klinických studií a multi-omics přístupů.
- Vylepšení automatizace a miniaturizace pro vysokopropustné formáty.
Závěr
Vyvinutý workflow kombinuje robustní extrakci, přenositelnou HILIC-Z chromatografii a vysokorozlišovací LC/Q-TOF analýzu s pokročilou softwarovou podporou. Studie prokázala aplikovatelnost metody na model obezity a identifikovala klíčové metabolické posuny, čímž poskytla cenný nástroj pro metabolomické objevy.
Reference
- Sartain M. et al. Enabling Automated, Low-Volume Plasma Metabolite Extraction with the Agilent Bravo Platform. Agilent Technologies Application Note, 2020.
- Yannell K.E. et al. Improvements to HILIC Robustness – a Targeted HILIC Metabolomics Method for Routine Analysis. ASMS 2021.
- Dührkop K. et al. SIRIUS4: a rapid tool for turning tandem mass spectra into metabolite structure information. Nature Methods 16, 2019.
- Dührkop K. et al. Systematic classification of unknown metabolites using high-resolution fragmentation mass spectra. Nature Biotechnology, 2020.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.