How Comprehensive is Your Analysis? Human Molecular Profiling Using High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry

Aplikace | 2016 | LECOInstrumentace
GC/MSD, GC/HRMS, GC/TOF
Zaměření
Forenzní analýza a toxikologie, Metabolomika, Klinická analýza
Výrobce
Agilent Technologies, LECO

Význam tématu


Urinalýza je zásadní součástí laboratorní medicíny díky snadné odběratelnosti a nízkému obsahu rušivých bílkovin a lipidů. S rozvojem vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie (GC-HRT) se výrazně rozšiřují možnosti detekce a identifikace širokého spektra sloučenin v moči, což umožňuje přesnější monitorování užívání látek i detailní molekulární profilování.

Cíle a přehled studie


Cílem předložené práce bylo demonstrovat výkonnost systému LECO Pegasus GC-HRT při analýze moči ve dvou režimech: sledování užívání látek (drug monitoring) a komplexní profilování metabolitů po derivatizaci. Studie ukazuje jak metodické postupy přípravy vzorku, tak parametry přístrojového nastavení a prezentuje výsledky získané z nativních i derivatizovaných vzorků.

Použitá metodika


V přípravě vzorků byly aplikovány dva přístupy:
  • Metoda 1 (drug monitoring): inkubace 1,5 mL moče s β-glukuronidázou při 56 °C, extrakce na Verify-CX kartáčcích, eluace 3 % NH₃/MeOH a přímá injekce.
  • Metoda 2 (komplexní profilování): ošetření močových vzorků ureázou, koncentrování, dvoustupňová derivatizace (MEOX a MSTFA) a GC-HRT analýza.

Použitá instrumentace


  • Gas chromatograf Agilent 7890 s autosamplerem 7693
  • Kolony: VF-DA 12 m×0,20 mm×0,33 µm (drug monitoring), Rxi-5Sil MS 30 m×0,25 mm×0,25 µm (profilování)
  • MS systém LECO Pegasus GC-HRT s rozlišením až 25 000 FWHM
  • EI a CI (5 % NH₃ v CH₄), rozsah m/z do 800 (monitoring) resp. 1000 (profilování), rychlost 10 spekter/s

Hlavní výsledky a diskuse


Drug monitoring: V nativních vzorcích bylo detekováno více než 30 sloučenin včetně nikotinu, jeho metabolitů, sterolů a farmak. Průměrná hmotnostní přesnost dosahovala 0,52 ppm a spektrální podobnost přes 800/1000. Dále byly identifikovány volně prodejné léky a psychofarmaka s průměrnou odchylkou 0,54 ppm.

Komplexní profilování: Po derivatizaci bylo zaznamenáno přes 1300 signálů zahrnujících organické a hydroxykyseliny, aminokyseliny, sacharidy a mastné kyseliny. Reprezentativní skupina metabolitů (40 sloučenin) vykazovala průměrnou spektrální podobnost 851/1000. Doplněná CI-HRT data potvrdila molekulární ionty a addukty s přesností pod 1 ppm.

Přínosy a praktické využití metody


Vysoká rychlost akvizice, hmotařská přesnost a rozlišovací schopnost umožňují spolehlivou a rychlou identifikaci látek v toxikologii, metabolomice, farmaceutickém výzkumu i QA/QC. Metoda podporuje komplexní screening i cílenou analýzu farmak a endogenních metabolitů.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření databází spekter a automatizace dekonvoluce signálů
  • Integrace s dalšími omickými technologiemi (LC-MS, NMR)
  • Miniaturizace a automatizace přípravy vzorku pro klinickou praxi
  • Využití AI pro pokročilou analýzu dat a predikci biomarkerů

Závěr


LECO Pegasus GC-HRT prokázal vysokou efektivitu při monitorování užívání látek i širokospektrální molekulární profilování moče. Kombinace EI a CI akvizice spolu s robustní přípravou vzorků umožňuje přesné identifikace a kvantifikace sloučenin s vysokou hmotnostní přesností a spolehlivostí.

Reference


1 Armstrong J.A. Kidney International 2007, 72, 384–397.
2 Schummer J., Spector T.I. HYLE 2007, 13, 3–41.
3 Wishart D.S. et al. PLOS ONE 2013, 8, e73076.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Utilizing the Pegasus GC-HRT 4D for Improved Yeast ® Metabolite Characterization
Comprehensive and Confident Identification of Narcotics, Steroids and Pharmaceuticals in Urine
Myth Busters: The Truth About Metabolomics and High Resolution Gas Chromatography Time-of-Flight Mass Spectrometry
A Workflow for Comprehensive Analysis of Forensic Samples Using Electron and Chemical Ionization High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry