Automated Targeted Screening of Hundreds of Metabolites

Význam tématu

Analýza metabolitů hraje klíčovou roli v biochemii, farmacii i toxikologii. Cílené screeningové metody umožňují rychlou detekci a kvantifikaci definovaného souboru látek, což zefektivňuje biologické a klinické studie.

Cíle a přehled studie

Prezentován je ucelený workflow pro automatizovaný cílený screening stovek metabolitů pomocí vysoce přesné spektroskopické knihovny a softwaru SCIEX OS. Zaměřuje se na integraci dat nezávislého i závislého sběru dat (DIA a DDA) a následné zpracování pro rychlé získání kvalitativních i kvantitativních výsledků.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatografie spojená s vysokorozlišovacím TOF/TripleTOF hmotnostním spektrometrem od SCIEX
• Režimy akvizice dat: data dependent acquisition (DDA) i data independent acquisition (SWATH/DIA)
• Software SCIEX OS pro extrakci iontogramů, hodnocení retence, přesnosti hmotnosti, izotopového vzoru a MS/MS sběru
• Spektrální knihovna obsahující 650 ověřených metabolit z klíčových cest (aminokyseliny, kyseliny, nukleotidy, lipidy aj.)
• MarkerView pro export kvantitativních dat a statistickou analýzu

Hlavní výsledky a diskuse

Workflow prokázalo schopnost jednoho vstřiku zachytit vysokorozlišovací MS i MS/MS data. Extrakce cílených iontogramů (XIC) pro každý analyt umožňuje automatizované skórování na základě retence, hmotnostní odchylky, izotopového profilu a shody MS/MS. Systém doplněný o uživatelsky přívětivé hodnocení typu semafor zrychluje ověřování výsledků. Ve druhé verzi knihovny bylo přidáno 93 nových polárních metabolit.

Přínosy a praktické využití metody

Rychlé generování spolehlivých identifikací a kvantifikací šetří čas recenze dat a umožňuje rychlou aplikaci v laboratorní rutinní praxi, farmaceutickém vývoji, klinických studiích a QA/QC procesech. Metodu lze snadno škálovat na velké soubory vzorků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozšiřování knihovny o nové metabolity a konjugáty
• Integrace strojového učení pro automatizované rozpoznávání neznámých složek
• Propojení s dalšími omickými daty (proteomika, lipidomika) pro holistické studie
• Využití ve vysoko-propustných klinických skreningových programech

Závěr

Popisovaný workflow spojuje flexibilitu LC-MS akvizice a přesnost vysoce kvalitní spektrální knihovny, což umožňuje efektivní screening stovek metabolitů. Intuitivní software a robustní metriky důvěryhodnosti nabízejí rychlý přechod od sběru dat k biologickým závěrům.

Reference

1. Zhou B, Xiao JF, Tuli L, Ressom HW. LC-MS-based Metabolomics. Molecular Biosystems. 2012;8(2):470-81.
2. Spektrální knihovna SCIEX OS accurate mass metabolite spectral library, PN 5036817 a PN 5037185.
3. Steelman R, et al. Improved Metabolite Identification using SWATH on TripleTOF 6600. SCIEX Technical Note RUO-MKT-02-10617-A.