High Resolution Mass Spectrometry Metabolic Profiling of Human Urine Using the SELECT SERIES™ MRT

Aplikace | 2024 | WatersInstrumentace
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
Zaměření
Metabolomika, Klinická analýza
Výrobce
Waters

Význam tématu


Metabolické profilování lidského moči pomocí vysoce přesné hmotnostní spektrometrie umožňuje odhalit vliv exogenních faktorů na zdraví a průběh onemocnění. Precizní měření hmotnosti iontů a rozlišení izotopových vzorců zvyšuje jistotu identifikace metabolitů a podporuje validitu biologických interpretací.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem aplikace bylo demonstrovat využití přístroje SELECT SERIES MRT integrovaného s UPLC a specializovanými softwarovými nástroji pro komplexní analýzu lidské moči od kuřáků, nekuřáků a pasivních kuřáků. Studie se zaměřila na sub-ppm hmotnostní přesnost, vysoké rozlišení izotopů a robustní statistickou analýzu.

Použitá metodika a instrumentace


  • Příprava vzorků: zředění moči 1:4, vortex, centrifugace (13 000 rpm, 10 min), trojité injekce s QC kontrolou.
  • Chromatografie: ACQUITY Premier UPLC se sloupcem HSS T3 (1.8 µm, 2.1×100 mm), gradient vody a acetonitrilu s 0.1 % kyseliny mravenčí, teplota kolony 45 °C, 5 µL injekce.
  • Hmotnostní spektrometrie: SELECT SERIES MRT, ESI pozitivní i negativní, režim MSE, rozsah 50–2400 m/z, sub-ppm přesnost, kolizní energie 10–40 eV.
  • Software: MassLynx V4.2 pro sběr dat, Progenesis QI V3.0 pro zpracování (alignace, pickování, normalizace) a MetaboAnalyst pro statistiku.

Hlavní výsledky a diskuse


  • PCA ukázala jasné oddělení skupin kuřáků, nekuřáků a QC se stabilními výsledky (CV<30 %).
  • OPLS-DA identifikovala klíčové metabolity rozlišující skupiny, včetně farmak a drog (např. acetaminofen glukuronid, ranitidin, kotrimoxazol, benzoylecgonin).
  • Detailní izotopová distribuce podpořila potvrzení elementalní skladby s chybami 0.09–1.86 ppm a vysokou reprodukovatelností.
  • Abundance profile metabolitů nikotinu korelovaly s expozicí, což zvýšilo důvěru v identifikace.

Přínosy a praktické využití metody


Díky vysoké hmotnostní přesnosti a rozlišení izotopových vzorců umožňuje metoda spolehlivou identifikaci a kvantifikaci exogenních a endogenních metabolitů. Workflow zkracuje validační fáze, rozšiřuje metabolickou pokrytí a podporuje objev biomarkerů v klinických, toxikologických i farmakokinetických studiích.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Integrace dat z proteomiky a genomiky pro multidisciplinární přístupy.
  • Automatizace anotace metabolitů s využitím strojového učení.
  • Nasazení v personalizované medicíně a monitorování environmentálních toxinů.

Závěr


Vysoce přesná hmotnostní spektrometrie SELECT SERIES MRT v kombinaci s UPLC a propracovanými softwarovými nástroji významně zvyšuje důvěru v anotace metabolitů. Metodika umožňuje robustní a reprodukovatelné metabolické profilování lidské moči s širokými aplikacemi v biomedicínském výzkumu.

Reference


  1. Smith CA et al. Anal Chem 2006;78(3):779–787.
  2. Cooper-Shepherd DA et al. J Am Soc Mass Spectrom 2023;34(2):264–272.
  3. Pang Z et al. Nat Protoc 2022;17(8):1735–1761.
  4. Xia J et al. Nucleic Acids Res 2009;37:W652–W660.
  5. Mwenya DM et al. Antimicrob Agents Chemother 2010;54(9):3756–3762.
  6. Sohy C et al. Eur Respir J 2002;19(5):966–975.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Metabolomics Workflow using a Xevo™ MRT Mass Spectrometer
Improved Metabolite Structural Elucidation as a Result of Enhanced Resolution and Mass Accuracy Provided by the Select Series MRT
DELVING DEEPER INTO THE METABOLOME WITH CYCLIC IMS, SUB PPM MASS ACCURACY AND HIGH RESOLUTION MASS SPECTROMETRY
Screening Metabolomics of Human Urine Using a Waters™ High Resolution QTof Mass Spectrometer and MARS Data Processing Software