Lipid and Fatty Acid Analysis Solutions

Význam tématu

Lipidy a mastné kyseliny jsou klíčovými složkami buněčných membrán, zdrojem a zásobárnou energie a účastní se buněčného signalizování. Jejich analýza nachází uplatnění v biochemii, klinických i potravinářských aplikacích, výzkumu mikrobiomu, farmaceutickém a environmentálním sektoru. Přesné stanovení složení lipidů a mastných kyselin přispívá k odhalení biomarkerů a ke kvalitativní i kvantitativní kontrole biologických a potravinářských vzorků.

Cíle a přehled studie / článku

Dokument představuje škálu řešení pro analýzu lipidů, mastných kyselin a jejich metabolitů na platformách LC-MS/MS, GC-MS/MS a SFC-ELSD. Cílem je ukázat vhodné postupy a instrumentaci pro různé typy analyzovaných sloučenin, od volných mastných kyselin a tuků až po komplexní lipidomy a eikosanoidy. Každá aplikace demonstruje optimalizované podmínky přípravy vzorku, chromatografické oddělení a detekci.

Použitá metodika

V přehledu řešení byly využity následující přístupy:

• Režimy LC-MS/MS pro cílenou kvantifikaci volných mastných kyselin, žlučových kyselin, triglyceridů, fosfolipidů i lipidových mediátorů.
• GC-MS/MS s CI-MRM pro přesnou analýzu esterů mastných kyselin a derivatizovaných krátkořetězcových kyselin.
• SFC-ELSD pro rychlé a ekologické stanovení nepolárních lipidů (např. glukosylceramidy) bez chlorovaných rozpouštědel.
• Derivatizace 3-nitrofenylhydrazinem pro hydrophilní organické a krátkořetězcové mastné kyseliny, DMT-MM/n-oktylamin pro GC-MS analýzu nejnižších mastných kyselin.
• Bligh-Dyer extrakce a automatizované SPE metody pro přípravu biologických vzorků (plazma, moč, stolice, mikrobiální kultury).

Použitá instrumentace

• LC-MS/MS systémy: Shimadzu LCMS-8060, LCMS-8060NX
• GC-MS/MS systémy: Shimadzu GCMS-TQ8040NX, GCMS-TQ8050NX
• SFC-ELSD systém: Shimadzu Nexera UC s detektorem ELSD-LT III
• Chromatografické kolony: C18 a C8 (Shim-pack Velox, ACE Excel), UC Sil pro SFC

Hlavní výsledky a diskuse

Řada aplikací prokázala možnosti simultánní analýzy desítek až stovek lipidů či metabolitů s vysokou citlivostí a selektivitou:

• Profilování 39 žlučových kyselin v plazmě, moči a stolici s robustním oddělením izomerů za 20 min.
• Kvantifikace 47 triglyceridů v krvi během 11 min se schopností identifikovat složení mastných kyselin.
• Integrovaný metabolomický a lipidomický přístup v E. coli ukázal dynamiku primárního metabolismu a fosfolipidů.
• Rychlé stanovení glukosylceramidů ve výrobcích pomocí SFC-ELSD během 2 min bez nebezpečných rozpouštědel.
• Citlivá GC-MS/MS analýza derivatizovaných krátkořetězcových mastných a organických kyselin ve vzorcích plazmy a stolice.
• Stanovení FAMEs ve vzorcích potravin s použitím PCI-MRM pro lepší separaci izomerů a vyšší citlivost.
• Mapování 196 eikosanoidů v lidském séru a plazmě s detekcí klíčových enzymatických cest.

Přínosy a praktické využití metody

Popisovaná řešení umožňují:

• Vysokoprůchodové zpracování vzorků (desítky až stovky měření za den).
• Spolehlivé rozlišení izomerů a konzistentní kvantifikaci stopových koncentrací.
• Jednoduchou integraci automatizované přípravy vzorku a hot-plug metodických balíčků pro rychlé zavedení do laboratoře.
• Aplikace v klinických studiích, potravinářské kvalitě, mikrobiálních výzkumech a farmaceutickém průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj:

• Propojení lipidomiky a metabolomiky s proteomikou a genomikou pro komplexní systémové studie.
• Využití umělé inteligence a strojového učení pro automatizovanou analýzu komplexních dat.
• Zelenější chromatografické přístupy s nižší spotřebou organických rozpouštědel a využitím superkritických médií.
• Miniaturizace a přenosná zařízení pro polní či klinické aplikace.

Závěr

Přehled řešení Shimadzu poskytuje širokou škálu metod pro přesnou, rychlou a reprodukovatelnou analýzu lipidů a mastných kyselin v opa­třovacích i výzkumných laboratořích. Optimalizované protokoly a integrované instrumenty umožňují robustní workflow od přípravy vzorků až po datovou analýzu.

Reference

• Sud M. et al. LIPID MAPS Structure Database. The Regents of the University of California.
• Shimadzu Corporation. Lipid and Fatty Acid Analysis Solutions, Application Note C10G-E101, 2023.