Selection Guide Metabolite Analysis - Metabolomics Product Portfolio

Význam tématu

Metabolomika představuje klíčovou oblast analytické chemie zaměřenou na komplexní detekci a kvantifikaci malých molekul (metabolitů) vznikajících v živých systémech. Změny v jejich koncentracích odrážejí fyziologické i patologické děje, a proto jsou využívány v diagnostice, objevování biomarkerů, farmaceutickém vývoji, potravinářské a biotechnologické výrobě.

Cíle a přehled dokumentu

Cílem textu je představit ucelenou řadu řešení Shimadzu pro analytiku metabolitů: od kvantitativních metod až po nešpičkové a zobrazovací přístupy. Dokument shrnuje dostupné hmotnostní spektrometry, databáze s „ready-to-use“ metodickými balíčky a softwarová nástroje pro zpracování a vizualizaci dat.

Použitá metodika a instrumentace

Analytické přístupy jsou rozděleny do několika kategorií:

• Wide Target Kvantitativní metabolomika: kombinace ultrarychlého LC-MS/MS (triple-quad) a GC-MS(/MS) s databázovými metodami pro analýzu až 475 primárních metabolitů.
• Q-TOF LC/MS Based Non-target/Target: vysoce přesný a citlivý Q-TOF LCMS-9030 pro nešpičkový screening a SIM analýzu cílových sloučenin.
• Zobrazovací metabolomika: MALDI imaging s iMScope TRIO pro zachování prostorové distribuce molekul ve tkáních či potravinách.
• Lipidomika a fosfolipidové profilování: LC-MS/MS balíčky pro 214 lipidových mediátorů a MRM knihovna pro až 867 fosfolipidů.
• Specifické balíčky: D/L aminokyseliny, metabolické enzymy (MRM knihovna), krátké mastné kyseliny (3-NPH deriváty), žlučové kyseliny a buněčné kultury.
• Softwarové nástroje: Traverse MS a Signpost MS pro rychlou tvorbu statistických analýz, LabSolutions Insight pro hromadné zpracování dat a Multi-omics Analysis Package pro integraci metabolomiky, lipidomiky a proteomiky.

Hlavní výsledky a diskuse

Prezentované studie ilustrují: simultánní analýzu stovek metabolitů v pivu, regresní model spojitosti mezi profilem metabolitů a chutí kávy, vizualizaci distribuce strictininu v ledvinách myši, sledování antibiotikami ovlivněných metabolitů v potkaním střevě i komplexní profil buněčných kultur. Získaná data potvrzují vysokou citlivost, reprodukovatelnost a rozsah detekce nabízených systémů.

Přínosy a praktické využití metody

Komplexní metabolomické a lipidomické workflow nachází uplatnění v:

• biomedicínském výzkumu (biomarkery, mechanismy onemocnění, toxikologie),
• potravinářství (kvalita, autenticita, vývoj funkčních potravin),
• průmyslové biotechnologii (optimalizace fermentace, produkce biopaliv),
• klinické mikrobiologii (vliv mikroflóry na metabolický profil).

Použitá instrumentace

V portfoliu figuruje:

• Triple-quad LCMS-8060, LCMS-8060 NX, GCMS-TQ8050 NX
• Q-TOF LCMS-9030
• Imaging Mass Microscope iMScope TRIO
• Probe Electrospray Ionization MS DPiMS-8060
• Softwarové balíčky LabSolutions Insight, Traverse MS, Signpost MS, Multi-omics Analysis Package.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metabolomika se dále rozvíjí směrem k automatizaci a špičkovým řešením:

• využití umělé inteligence pro parametr-free rozpoznávání špiček,
• rapidní mikro-sampling a direct analysis (DPiMS),
• propojení multi-omics a integrace s bioinformatickými platformami („cloud“),
• vysokorozlišovací zobrazovací techniky ve tkáňové metabolomice,
• personalizovaná medicína a on-line monitorování bioprocesů.

Závěr

Shimadzu nabízí komplexní řešení pro metabolomické a lipidomické studie, která spojují robustní hardware, předkonfigurované metodické balíčky a pokročilý software. Tato portfolia pokrývají široké spektrum aplikací od základního výzkumu až po průmyslové i klinické nasazení.