Separation and Detection of TCA Cycle Metabolites and Related Compounds in Human Urine by UPLC-MS/MS for Clinical Research

Význam tématu

Analýza metabolitů cyklu TCA v lidské moči poskytuje klíčové informace o energetickém metabolismu buněk a je důležitá pro výzkum onemocnění, diagnostiku a monitorování terapie.

Cíle a přehled studie / článku

• Vyvinout rychlou, spolehlivou metodu UPLC-MS/MS bez nutnosti iontově párovacích činidel či derivatizace.
• Zajistit účinné oddělení a kvantifikaci deseti polarních organických kyselin Krebsova cyklu.

Použitá metodika a instrumentace

• Kolonka: ACQUITY UPLC CSH Phenyl-Hexyl 2.1 × 100 mm.
• Mobilní fáze: voda a acetonitril, každá s 0,1 % kyseliny mravenčí, gradient 2–15 % B za 3 minuty.
• Teplota kolony: 80 °C, průtok 0,4 mL/min.
• Detektor: Xevo TQ-S tandemová hmotnostní spektrometrie v negativním ionizačním režimu.
• Softwarová analýza: TargetLynx XS.

Hlavní výsledky a diskuse

• Oddělení deseti kyselin (laktová, jablečná, vinná, isocitrát, citrát, fumará, pyruvát, α-ketoglutarát, fosfoenolpyruvát, cis-aconitát) za méně než 3 minuty.
• Úspěšné rozlišení kritických párů citrát/isocitrát a jablečná/fumará díky mixed-mode chromatografii.
• Reprodukovatelnost retenčních časů s RSD pod 1,3 % napříč šaržemi kolonek.
• Detekce a kvantifikace metabolitů v 10× nařeďené lidské moči s přijatelnými tvary špiček.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlý analytický protokol vhodný pro vysokou propustnost klinických studií.
• Odstranění potřeby iontově párovacích činidel a derivatizace zjednodušuje přípravu vzorků.
• Široké uplatnění v metabolomice, QA/QC a průmyslové analytice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody na další metabolity a konjugované formy.
• Integrace s vysokým rozlišením MS a multiplexními protokoly pro komplexní metabolomické studie.
• Automatizace vzorkovacího procesu a validace pro diagnostické aplikace.
• Využití v personalizované medicíně a dynamickém sledování metabolických změn.

Závěr

Metoda mixed-mode UPLC-MS/MS založená na ACQUITY CSH Phenyl-Hexyl kolonce nabízí rychlé a spolehlivé oddělení klíčových TCA cyklických metabolitů v lidské moči bez potřeby složité přípravy vzorků, což podporuje široké využití v klinickém výzkumu a průmyslové analytice.

Reference

1. Murray RK, Bender DA et al. Harper’s Illustrated Biochemistry, 28th ed. McGraw-Hill, 2009, kapitoly 16–18.
2. Yuan W. et al. Nature Protocols, 2012, 7, 872–881.
3. Luo B. et al. J. Chrom. A, 2006, 1147, 153–164.
4. Van Dam JC et al. Anal. Chim. Acta, 2002, 460, 209–218.
5. Patel DP et al. PLoS One, 2017, 12, 1–16.
6. Tan B. et al. Anal. Biochem., 2014, 465, 134–147.