Selective and sensitive measurement of 17 steroids in human serum using a Stellar mass spectrometer

Význam tématu

Popis důležitosti steroidogeneze a role steroidních hormonů v lidském organismu včetně regulace růstu reprodukce a imunitních funkcí a nutnosti přesného stanovení koncentrace v klinickém výzkumu a diagnostice

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo vyvinout rychlou a citlivou metodu ke kvantifikaci 17 endogenních steroidů v lidské plazmě serum za pomocí Stellar hmotnostního spektrometru kombinujícího MS2 a MS3 scany s ortogonálními fragmentačními režimy

Použitá metodika a instrumentace

Popis kroků přípravy vzorku včetně srážení bílkovin acetonitrilem vysoušení a rekonstituce vzorků Popis UHPLC Vanquish Horizon systému s Kinetex C18 kolonkou a gradientem mobilních fází voda methanol s NH4F Charakteristika Stellar MS hybridního kvadrupólu s dual pressure lineárním iontovým pastem vybaveného optamax plus iontovým zdrojem a HESI

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace kolizní energie NCE pro fragmentace HCD a CID s využitím TraceFinder pro online optimalizaci Výsledky ukázaly až 115 skenů v cyklu s výkonem ms2 až 140 Hz a ms3 až 40 Hz Analýza LOQ pro jednotlivé steroidy s hodnotami od 0,05 pg na kolonce pro progesteron a testosteron Interdenní opakovatelnost pod 20 % RSD u většiny analyzátů Proměření iontového poměru a zlepšení selektivity u DHT pomocí MS3 oproti klasickému HCD MS2

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje simultánní kvantifikaci rozsáhlého panelu steroidů s vysokou citlivostí a selektivitou Využití v klinických laboratořích pro monitorování endokrinních onemocnění QA QC a farmakokinetické studie Rychlá doba analýzy pouhých 5 minut chromatograficky a robustní softwarová podpora

Budoucí trendy a možnosti využití

• Zavedení užších oken retenčního času pro další zvýšení vkládací doby a citlivosti
• Snížení počtu skenů na analyzát selektivnější metoda s jediným ohniskovým produktem
• Automatizace přípravy vzorků a inkorporace do vysokopropustných screeningových protokolů
• Rozšíření panelu o další biomarkery a lékové monitoring

Závěr

Stellar hmotnostní spektrometr kombinující HCD a CID fragmentaci na úrovni MS2 a MS3 poskytuje výjimečnou rychlost citlivost a selektivitu pro kvantifikaci steroidního panelu ve vzorcích lidského seru Metoda prokázala vynikající LOQ linearitu a opakovatelnost a představuje slibný nástroj pro klinický výzkum

Reference

• Miller WL Auchus RJ The molecular biology biochemistry and physiology of human steroidogenesis and its disorders Endocrine Reviews 2011 32 1 81–151
• Podgórski R Aebisher D Stompor M Congenital adrenal hyperplasia clinical symptoms and diagnostic methods Acta Biochimica Polonica 2018 65 3
• Reincke M Fleseriu M Cushing Syndrome A Review JAMA 2023 170 5
• Remes PM Jacob CC Heil LR Hybrid Quadrupole Mass Filter–Radial Ejection Linear Ion Trap and Intelligent Data Acquisition Enable Highly Multiplex Targeted Proteomics Journal of Proteome Research 2024 5476
• Denham SG Simpson JP Diez F A practical approach to supported liquid extraction and measurement of 18 steroids in plasma and serum by targeted liquid chromatography tandem mass spectrometry MethodsX 2024 12 102728