Versatile, highly sensitive and reproducible: How Orbitrap Exploris GC 240 strengthens metabolomics

Význam tématu

Metabolomika představuje klíčový nástroj pro pochopení molekulárního fenotypu organismů pod vlivem genetických a environmentálních faktorů. Vyšší rozlišení a citlivost v analytických platformách, jako je Orbitrap Exploris GC 240, umožňuje komplexnější detekci a kvantifikaci metabolitů, což zásadně rozšiřuje možnosti biomarkerových studií a výzkumu expozomu.

Cíle a přehled studie / článku

Článek popisuje zavedení vysoce rozlišovací metodiky GC-MS do laboratoře Dr. Bowdena na University of Florida. Hlavními cíli jsou rozšíření analytických možností napříč širokým spektrem sloučenin, zajištění reprodukovatelnosti dat a integrace GC-MS a LC-MS platforem pro výzkum expozomu a metabolomiky v projektech zaměřených na znečištění, autoimunitní onemocnění a ekologickou toxicitu.

Použitá metodika a instrumentace

• Thermo Scientific Orbitrap Exploris GC 240 pro vysoce rozlišovací GC-MS analýzy s přesností hmotnostního měření <1 ppm.
• LC-MS/MS workflow na platformě Q Exactive pro komplementární analýzy.
• Software Compound Discoverer pro dekonvoluci dat a vyhledávání ve spektrálních databázích (NIST, Wiley, Orbitrap GC-MS HRAM metabolomics library).
• Standardní referenční materiály (SRM) pro validaci a dlouhodobé sledování stability metod.

Hlavní výsledky a diskuse

• Zavedení GC-MS rozšířilo spektrum detekovaných látek od těkavých PFAS po nepolární lipidy a termálně nestabilní sloučeniny.
• Systém poskytuje vysokou selektivitu a citlivost, které umožnily identifikovat nové biomarkery expozice ve vzorcích od lidí i volně žijících druhů.
• Platforma prokázala reprodukovatelnost napříč různými uživateli díky jednoduchým workflow a automatizovaným funkcím pro řízení běhu analýzy.
• Non-targeted přístupy vedou k novým hypotézám a cílené analýzy je možné rychle zavést úpravou chromatografických a skenovacích parametrů.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní expozomické a metabolomické studie v jedné laboratoři – měření externích (znečišťujících) i interních (biomarkerových) parametrů.
• Vysoká spolehlivost a opakovatelnost vhodná pro dlouhodobé projekty a monitoring.
• Široké uplatnění v environmentálním výzkumu, medicíně (studie lupusu), ochraně volně žijících živočichů a průmyslové QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Standardizace metodiky prostřednictvím veřejně dostupných SRM pro rychlou implementaci v dalších laboratořích.
• Rozšiřování vlastní spektrální databáze a integrace umělé inteligence pro automatizované přiřazování spekter.
• Propojení multi-omických přístupů (genomika, proteomika, lipidomika) pro komplexní pochopení biologických systémů.
• Využití v nových oblastech, jako je monitoring emisí skládek, kvalita vnitřního ovzduší a ekologické expozomické studie.

Závěr

Implementace systému Orbitrap Exploris GC 240 přinesla laboratoři Dr. Bowdena výrazné rozšíření analytických možností v metabolomice a výzkumu expozomu. Vysoké rozlišení, citlivost a robustnost metody umožňují komplexní studie na modelových i nemodelových organismech s vysokou úrovní reprodukovatelnosti a datové jistoty.