Use of Sherlock™ X for Automated Characterization of Phospholipid Fatty Acids in Soil Samples by GC-MS

Význam tématu

Analýza fosfolipidových mastných kyselin (PLFA) v půdních vzorcích poskytuje klíčové informace o složení a zdravotním stavu mikrobiálních společenstev. Přítomnost různých druhů mastných kyselin je spojena s odlišnými mikroorganismy (Gram-pozitivní, Gram-negativní bakterie, Actinomycety, houby), a jejich kvantifikace umožňuje sledovat změny ekologických podmínek nebo účinky ošetření půdy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace Sherlock X je automatizovat proces identifikace a kvantifikace PLFA v půdních extraktech namísto časově náročného manuálního přiřazování píků. Software kombinuje informace o retenčním čase a o hmotnostním spektru, aby rychleji a přesněji pojmenoval až desítky mastných kyselin na chromatogramu.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky půdy byly zpracovány chemickou extrakcí podle Buyer & Sasser (2012) a analyzovány pomocí plynové chromatografie s hmotnostní detekcí (GC-MS). Použitá sestava:

• Agilent 7890 GC spojené s 5977A MSD
• Kolona Agilent HP5-MS (30 m × 0,25 mm, 0,25 µm)
• Program teplot: 190 °C start, rampou 5 °C/min na 288 °C, poté 60 °C/min na 310 °C s 2minutačním zdržovacím krokem

Kalibrace retenčních časů na ekvivalent uhlíku (ECL) probíhá před každým souborem měření pomocí standardních n-alkánů C10–C24.

Hlavní výsledky a diskuse

Software automaticky přiřadil 28 mastných kyselin a určil jejich relativní zastoupení. Díky interpolaci ECL lze kompenzovat odchylky při různých provozních podmínkách či výměně kolony. Klíčové objevy:

• Rychlá a reprodukovatelná identifikace nasycených, monone nasycených, polynenasycených, rozvětvených i cyklopropanových kyselin
• Možnost rozlišení souběžně eluujících izomerů (např. 18:1w6c vs. 18:1w7c)
• Kategorizace píků do typů mastných kyselin
• Klasifikace podle mikrobiálního původu (Gram-pozitivní, Gram-negativní, Actinomycety, houby, atd.)

Diskuse zdůrazňuje, že automatizace redukuje chybovost manuální interpretace a poskytuje plnější obraz PLFA profilu.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace Sherlock X v laboratoři přináší:

• Úsporu času: zkrácení analýzy na jednotky minut místo ~30 minut manuálního přiřazování píků
• Vyšší počet automaticky identifikovaných sloučenin než při ručním vyhodnocení
• Objektivní kategorizaci výsledků podle typů mastných kyselin a mikroorganismů
• Generování přehledných reportů s anotovanými chromatogramy ideálními pro publikaci nebo vnitropodnikovou dokumentaci

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje a využití:

• Integrace s dalšími bioinformatickými nástroji pro komplexnější ekotoxikologické hodnocení
• Rozšíření databáze pro nové typy lipidů a biomarkerů
• Implementace umělé inteligence pro prediktivní modelování dynamiky mikrobiálních společenstev
• Aplikace v monitoringu environmentálních změn, agroekologii a v bioremediaci kontaminovaných půd

Závěr

Automatizovaná analýza PLFA pomocí Sherlock X zefektivňuje a zpřesňuje charakterizaci půdního mikrobiomu. Komplexní výstupy zahrnují pojmenování jednotlivých mastných kyselin, jejich kvantifikaci a kategorizaci podle typů lipidů i mikrobiálního původu. Tato metoda přináší laboratorím významné úspory času a vyšší spolehlivost dat.

Reference

• Buyer JS, Sasser M. High throughput phospholipid fatty acid analysis of soils. Applied Soil Ecology. 2012;61:127–130.