GC/MSD, GC/SQ
ZaměřeníMetabolomika, Klinická analýza
VýrobceAgilent Technologies
Význam tématu
Profil krátkých mastných kyselin (SCFA) v exkrementech savců odráží aktivitu střevní mikrobioty a má klíčový význam pro výzkum trávení, metabolických onemocnění a modulaci imunity. SCFA jsou vysoce volatilní a hydrofilní, což ztěžuje jejich přímou analýzu; optimalizované přípravné postupy a derivatizace jsou proto nezbytné pro spolehlivou detekci pomocí GC/MS.
Cíle a přehled studie
Cílem studie je představit rychlý, automatizovaný postup pro profilování a kvantifikaci SCFA C1–C7 ve vzorcích živočišných exkrementů. Klíčové body:
- Derivatizace isobutylchloroformátem/isobutanolem v aqueous roztoku bez sušení vzorků
- Optimalizace separace, identifikace a kvantifikace více než sedmi SCFA pomocí GC/MS
Použitá metodika
Vzorky (100–150 mg) byly homogenizovány v 10% isobutanol–vodném roztoku s keramickými kuličkami, následovalo odmaštění fázovým rozdělením (NaOH, chloroform) a separace vodné fáze. Derivatizace probíhala přidáním 50 µl isobutylchloroformátu, odplyněním, uzavřením reakční zkumavky a extrakcí 150 µl hexanu. Analýza derivátů se uskutečnila na GC/MS v režimu scan m/z 30–350.
Použitá instrumentace
- Agilent 7890B GC s 5977B MSD
- Agilent 7693A autosampler
- Kolonka VF-5ms (30 m × 0,25 mm, 0,5 µm)
- Precellys Evolution pro homogenizaci
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda umožnila spolehlivou separaci a kvantifikaci 14 SCFA (C1–C7) s vynikající linearitou (R² ≥ 0,996). Derivatizační činidlo bylo plně odděleno od raně eluovaných kyselin (formové, octové), takže nedocházelo k interferencím. V testovaných vzorcích dominovaly kyselina octová, propionová a máselná.
Přínosy a praktické využití metody
- Plně automatizovaný protokol vhodný pro rutinní vysoce průtočnou analýzu
- Bez nutnosti sušení vzorků, minimalizace ztrát a variability
- Užitečné pro studium mikrobiálních fermentačních procesů, diagnostiku gastrointestinálních onemocnění a vývoj terapeutik
Budoucí trendy a možnosti využití
Rozšíření o izotopově značené interní standardy pro zlepšení kvantifikace v komplexních matricích. Integrace s dalšími metabolomickými přístupy (LC/MS, NMR) přinese komplexnější profilování metabolitů a hlubší pochopení interakcí mezi hostitelem a mikrobiotou.
Závěr
Navržený protokol nabízí rychlý, robustní a reprodukovatelný postup pro analýzu SCFA ve vzorcích živočišných exkrementů. Díky minimalizaci kroků a možnosti automatizace je vhodný pro rutinní i výzkumné aplikace v oblasti metabolomiky a mikrobiálního výzkumu.
Reference
- Matsumoto, M.; et al. Impact of intestinal microbiota on intestinal luminal metabolome. Scientific Reports 2012, 2(233), 1–10.
- Primec, M.; Mičetić-Turk, D.; Langerholc, T. Analysis of short-chain fatty acids in human feces: A scoping review. Analytical Biochemistry 2017, 526, 9–21.
- Olsen, M. A.; Mathiesen, S. D. Production rates of volatile fatty acids in the minke whale (Balaenoptera acutorostrata) forestomach. British Journal of Nutrition 1996, 75, 21–31.
- Pons, A.; et al. Sequential GC/MS Analysis of Sialic Acids, Monosaccharides, and Amino Acids of Glycoproteins on a Single Sample as Heptafluorobutyrate Derivatives. Biochemistry 2003, 42, 8342–8353.
- Hallmann, C.; van Aarssen, B. G. K.; Grice, K. Relative efficiency of free fatty acid butyl esterification. Choice of catalyst and derivatization procedure. Journal of Chromatography A 2008, 1198–1199, 14–20.
- Zheng, X.; et al. A targeted metabolomic protocol for short-chain fatty acids and branched-chain amino acids. Metabolomics 2013, 9(4), 818–827.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.