Agilent Metabolomics Workflow Solutions Using LC/MS, GC/MS, and NMR

Význam tématu

Metabolomika se zabývá identifikací a kvantifikací malých organických molekul v biologických systémech. Poskytuje klíčové poznatky o buněčné fyziologii, metabolismu a toxickém působení. Díky rozvoji analytických technik jako LC/MS, GC/MS a NMR lze detekovat stovky až tisíce metabolitů v komplexních vzorcích.

Cíle a přehled studie / článku

Dokument představuje přehled pracovních postupů Agilent pro metabolomiku založenou na LC/MS, GC/MS a NMR. Zaměřuje se na komponenty workflow od přípravy vzorků přes akvizici dat až po identifikaci sloučenin a biologickou interpretaci. Na příkladech instrumentace, databází a softwaru ukazuje, jak vybrat vhodný přístup pro cílené i neřízené (discovery) experimenty.

Použitá metodika a instrumentace

Agilent nabízí:

• LC/MS s přesnou hmotností (TOF, Q-TOF) s víceřádovým zesilováním signálu (dynamický rozsah až 5 řádů)
• GC/MS trojitého kvadrupolu pro cílené kvantitativní analýzy
• 750 MHz NMR systém s technologií DD2 pro lineární kvantitativní odezvu a širokou škálu potlačení rozpouštědel

Software a databáze:

• MassHunter pro zpracování chromatografických a spektrometrických dat
• Mass Profiler Professional pro normalizaci, zarovnání, statistickou analýzu (PCA, ANOVA, clustering) a vizualizaci dat
• Pathway Architect pro integraci metabolomických dat s biologickými cestami z WikiPathways, KEGG a dalších
• Databáze Fiehn EI spekter přibližně 700 běžných metabolitů a METLIN Personal Compound Database s víc než 25 000 sloučeninami

Hlavní výsledky a diskuse

Analýzy LC/MS a GC/MS umožňují screening velkého počtu metabolitů v režimu discovery a následné vysoce přesné kvantitativní cílené studie. NMR doplňuje tyto přístupy svým nedestruktivním kvantitativním profilem bez chromatografie. Softwarové nástroje pak propojují statistické výsledky s biologickými cestami, což usnadňuje interpretaci dat a navrhování následných experimentů.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá identifikace biomarkerů pro biomedicínský výzkum a farmakometabolomiku
• Optimalizace procesů v potravinářství, biotechnologii a environmentálním monitoringu
• Podpora QA/QC díky robustním, validovatelným protokolům a rozsáhlým knihovnám standardů

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další integrace dat z transkriptomiky, proteomiky a metabolomiky pro komplexní pohled na biologické systémy. Vzroste role strojového učení pro identifikaci biomarkerů a rozšíří se in vivo metabolomické studie pomocí NMR a MRI. Rozšiřování a křížové propojení databází zvýší přesnost anotací sloučenin.

Závěr

Agilent nabízí komplexní prostředí pro metabolomiku zahrnující LC/MS, GC/MS a NMR instrumentaci, specializovaný software a databáze. Tento integrovaný přístup umožňuje flexibilně volit mezi discovery a cílenými studiemi, zpracovávat různé typy vzorků a efektivně převádět surová data do biologicky významných poznatků.

Reference

• Agilent Solutions for Metabolomics publikace 5990-6048EN
• Fiehn Lab GC/MS Library
• METLIN Personal Compound Database
• Database Resources in Metabolomics An Overview