GC/MS detection of short chain fatty acids from mammalian feces using automated sample preparation in aqueous solution
Aplikace | 2018 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Profil krátkých mastných kyselin (SCFA) v exkrementech savců odráží aktivitu střevní mikrobioty a má klíčový význam pro výzkum trávení, metabolických onemocnění a modulaci imunity. SCFA jsou vysoce volatilní a hydrofilní, což ztěžuje jejich přímou analýzu; optimalizované přípravné postupy a derivatizace jsou proto nezbytné pro spolehlivou detekci pomocí GC/MS.
Cílem studie je představit rychlý, automatizovaný postup pro profilování a kvantifikaci SCFA C1–C7 ve vzorcích živočišných exkrementů. Klíčové body:
Vzorky (100–150 mg) byly homogenizovány v 10% isobutanol–vodném roztoku s keramickými kuličkami, následovalo odmaštění fázovým rozdělením (NaOH, chloroform) a separace vodné fáze. Derivatizace probíhala přidáním 50 µl isobutylchloroformátu, odplyněním, uzavřením reakční zkumavky a extrakcí 150 µl hexanu. Analýza derivátů se uskutečnila na GC/MS v režimu scan m/z 30–350.
Metoda umožnila spolehlivou separaci a kvantifikaci 14 SCFA (C1–C7) s vynikající linearitou (R² ≥ 0,996). Derivatizační činidlo bylo plně odděleno od raně eluovaných kyselin (formové, octové), takže nedocházelo k interferencím. V testovaných vzorcích dominovaly kyselina octová, propionová a máselná.
Rozšíření o izotopově značené interní standardy pro zlepšení kvantifikace v komplexních matricích. Integrace s dalšími metabolomickými přístupy (LC/MS, NMR) přinese komplexnější profilování metabolitů a hlubší pochopení interakcí mezi hostitelem a mikrobiotou.
Navržený protokol nabízí rychlý, robustní a reprodukovatelný postup pro analýzu SCFA ve vzorcích živočišných exkrementů. Díky minimalizaci kroků a možnosti automatizace je vhodný pro rutinní i výzkumné aplikace v oblasti metabolomiky a mikrobiálního výzkumu.
GC/MSD, GC/SQ
ZaměřeníMetabolomika, Klinická analýza
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Profil krátkých mastných kyselin (SCFA) v exkrementech savců odráží aktivitu střevní mikrobioty a má klíčový význam pro výzkum trávení, metabolických onemocnění a modulaci imunity. SCFA jsou vysoce volatilní a hydrofilní, což ztěžuje jejich přímou analýzu; optimalizované přípravné postupy a derivatizace jsou proto nezbytné pro spolehlivou detekci pomocí GC/MS.
Cíle a přehled studie
Cílem studie je představit rychlý, automatizovaný postup pro profilování a kvantifikaci SCFA C1–C7 ve vzorcích živočišných exkrementů. Klíčové body:
- Derivatizace isobutylchloroformátem/isobutanolem v aqueous roztoku bez sušení vzorků
- Optimalizace separace, identifikace a kvantifikace více než sedmi SCFA pomocí GC/MS
Použitá metodika
Vzorky (100–150 mg) byly homogenizovány v 10% isobutanol–vodném roztoku s keramickými kuličkami, následovalo odmaštění fázovým rozdělením (NaOH, chloroform) a separace vodné fáze. Derivatizace probíhala přidáním 50 µl isobutylchloroformátu, odplyněním, uzavřením reakční zkumavky a extrakcí 150 µl hexanu. Analýza derivátů se uskutečnila na GC/MS v režimu scan m/z 30–350.
Použitá instrumentace
- Agilent 7890B GC s 5977B MSD
- Agilent 7693A autosampler
- Kolonka VF-5ms (30 m × 0,25 mm, 0,5 µm)
- Precellys Evolution pro homogenizaci
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda umožnila spolehlivou separaci a kvantifikaci 14 SCFA (C1–C7) s vynikající linearitou (R² ≥ 0,996). Derivatizační činidlo bylo plně odděleno od raně eluovaných kyselin (formové, octové), takže nedocházelo k interferencím. V testovaných vzorcích dominovaly kyselina octová, propionová a máselná.
Přínosy a praktické využití metody
- Plně automatizovaný protokol vhodný pro rutinní vysoce průtočnou analýzu
- Bez nutnosti sušení vzorků, minimalizace ztrát a variability
- Užitečné pro studium mikrobiálních fermentačních procesů, diagnostiku gastrointestinálních onemocnění a vývoj terapeutik
Budoucí trendy a možnosti využití
Rozšíření o izotopově značené interní standardy pro zlepšení kvantifikace v komplexních matricích. Integrace s dalšími metabolomickými přístupy (LC/MS, NMR) přinese komplexnější profilování metabolitů a hlubší pochopení interakcí mezi hostitelem a mikrobiotou.
Závěr
Navržený protokol nabízí rychlý, robustní a reprodukovatelný postup pro analýzu SCFA ve vzorcích živočišných exkrementů. Díky minimalizaci kroků a možnosti automatizace je vhodný pro rutinní i výzkumné aplikace v oblasti metabolomiky a mikrobiálního výzkumu.
Reference
- Matsumoto, M.; et al. Impact of intestinal microbiota on intestinal luminal metabolome. Scientific Reports 2012, 2(233), 1–10.
- Primec, M.; Mičetić-Turk, D.; Langerholc, T. Analysis of short-chain fatty acids in human feces: A scoping review. Analytical Biochemistry 2017, 526, 9–21.
- Olsen, M. A.; Mathiesen, S. D. Production rates of volatile fatty acids in the minke whale (Balaenoptera acutorostrata) forestomach. British Journal of Nutrition 1996, 75, 21–31.
- Pons, A.; et al. Sequential GC/MS Analysis of Sialic Acids, Monosaccharides, and Amino Acids of Glycoproteins on a Single Sample as Heptafluorobutyrate Derivatives. Biochemistry 2003, 42, 8342–8353.
- Hallmann, C.; van Aarssen, B. G. K.; Grice, K. Relative efficiency of free fatty acid butyl esterification. Choice of catalyst and derivatization procedure. Journal of Chromatography A 2008, 1198–1199, 14–20.
- Zheng, X.; et al. A targeted metabolomic protocol for short-chain fatty acids and branched-chain amino acids. Metabolomics 2013, 9(4), 818–827.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Fast Distilled Spirit Analysis with an Agilent 8850 Gas Chromatograph and Long-Term Stability Test
2025|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Food Testing Fast Distilled Spirit Analysis with an Agilent 8850 Gas Chromatograph and Long-Term Stability Test Authors Youjuan Zhang, Jinqiang Zhang, and Shun Na Agilent Technologies, Inc. Shanghai, China Abstract Precise and rapid analysis of key compounds in…
Klíčová slova
ethyl, ethylhexanoic, hexanoicacid, acidacetic, aceticacetal, acetalspirit, spiritppm, ppmbutyrate, butyrateenergy, energyvalerate, valeratecarrier, carrierhexanoate, hexanoateacetaldehyde, acetaldehydedistilled, distilledisobutanol
Analysis of Flavor Compounds in Beer using the Integrated Agilent 8697 Headspace Sampler with the Agilent 8890 GC System
2021|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Food Testing and Agriculture Analysis of Flavor Compounds in Beer using the Integrated Agilent 8697 Headspace Sampler with the Agilent 8890 GC System Author Youjuan Zhang Agilent Technologies (Shanghai) Co. Ltd., Shanghai 200131 P. R. China Abstract This…
Klíčová slova
butanedione, butanedionebeer, beerethyl, ethylecd, ecdpentanedione, pentanedionecompounds, compoundsflavor, flavoracetate, acetateisoamylol, isoamylolformate, formateisobutyraldehyde, isobutyraldehydestock, stockconcentration, concentrationcaprylate, caprylateused
Volatile Profiling in Wine Using Gas Chromatography Mass Spectrometry with Thermal Desorption
2015|Agilent Technologies|Aplikace
Volatile Profiling in Wine Using Gas Chromatography Mass Spectrometry with Thermal Desorption Application Note Food sensory Authors Abstract Kaushik Banerjee, Narayan Kamble, Wine aroma is an important characteristic and may be related to certain specific and Sagar Utture parameters such…
Klíčová slova
wine, winecid, cidald, alddesorption, desorptionvolatiles, volatilesspe, speter, tervolatile, volatilecompounds, compoundsyle, ylehyl, hyltrap, trapheating, heatingoptimization, optimizationylen
TOPAS / TDS D – Badge-Type Thermodesorption Passive Sampler Based on Tenax for Air Sampling - Development Study
2001|Agilent Technologies|Aplikace
AppNote 6/2001 TOPAS / TDS D – Badge-Type Thermodesorption Passive Sampler Based on Tenax for Air Sampling Development Study Eike Kleine-Benne, Bernd Rose Gerstel GmbH & Co. KG, Eberhard-Gerstel-Platz 1, D-45473 Mülheim an der Ruhr, Germany Karl Cammann ICB -…
Klíčová slova
topas, topasdode, dodesampling, samplingbadge, badgebdg, bdgbdga, bdgalon, lonpassive, passivedesorption, desorptiontds, tdsbadges, badgesbtl, btlflooring, flooringsty, stygerstel