Blood Serum Metabolomics Using Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography High Resolution Time-of-Flight Mass Spectromery
Postery | 2016 | LECOInstrumentace
Traumatické poranění mozku (TBI) představuje závažný zdravotní problém vedoucí k neurologickému poškození, invaliditě nebo úmrtí. Metabolity, které prostupují hematoencefalickou bariérou, poskytují rychlý a citlivý obraz o biologické odezvě na poranění.
Cílem prezentované aplikace bylo detailně zmapovat metabolom krevního séra u pacientů s mírným, středním a těžkým TBI. Studie porovnává výkonnost jednorozměrného GC-HRT a vícerozměrného GCxGC-HRT při separaci, detekci a identifikaci širokého spektra sloučenin.
Vzorky séra byly extrahovány směsí metanol–voda a následně derivatizovány pomocí MEOX a MSTFA při 45 °C. Pro GC-HRT byla použita standardní kolona 30 m × 0,25 mm; pro GCxGC-HRT doplňující druhá dimenze 0,6 m × 0,10 mm. Sběr dat probíhal v režimech elektronové ionizace (EI) a chemické ionizace (CI) s rozlišením až 50 000 a frekvencí až 200 spekter/s. Data se zpracovávala v softwaru ChromaTOF HRT pomocí algoritmů HRD® na dekonvoluci, library search a přesný výpočet vzorců.
Analýza odhalila u pacientů s TBI významný pokles větvených aminokyselin (valin, leucin, izoleucin) a zároveň nárůst krátkých karboxylových kyselin a cukerných derivátů. GCxGC-HRT prokázalo výrazně lepší chromatografickou separaci a odstranění rušících šumů, což umožnilo identifikaci více než 40 metabolitů s vysokou podobností ke knihovním spektrům. Přesné hmotnostní měření a komplementární EI/CI spektra zvyšují důvěryhodnost bez nutnosti MS/MS.
Metoda umožňuje rychlou, robustní a vysoce citlivou analýzu komplexních biologických vzorků.
Očekává se integrace GCxGC-HRT s bioinformatickými nástroji a strojovým učením pro analýzu velkých datových souborů. Rozvoj multi-omics přístupů a automatizovaná identifikace biomarkerů může otevřít nové cesty v personalizované medicíně.
Kombinace jednorozměrné a vícerozměrné plynové chromatografie s vysokým rozlišením hmotnostního analyzátoru poskytuje komplexní pohled na sérový metabolom u TBI. Metoda přináší vysokou citlivost, selektivitu a jistotu identifikace bez dodatečných fragmentačních experimentů.
GCxGC, GC/MSD, GC/HRMS, GC/TOF
ZaměřeníMetabolomika, Klinická analýza
VýrobceAgilent Technologies, LECO
Souhrn
Význam tématu
Traumatické poranění mozku (TBI) představuje závažný zdravotní problém vedoucí k neurologickému poškození, invaliditě nebo úmrtí. Metabolity, které prostupují hematoencefalickou bariérou, poskytují rychlý a citlivý obraz o biologické odezvě na poranění.
Cíle a přehled studie
Cílem prezentované aplikace bylo detailně zmapovat metabolom krevního séra u pacientů s mírným, středním a těžkým TBI. Studie porovnává výkonnost jednorozměrného GC-HRT a vícerozměrného GCxGC-HRT při separaci, detekci a identifikaci širokého spektra sloučenin.
Použitá metodika
Vzorky séra byly extrahovány směsí metanol–voda a následně derivatizovány pomocí MEOX a MSTFA při 45 °C. Pro GC-HRT byla použita standardní kolona 30 m × 0,25 mm; pro GCxGC-HRT doplňující druhá dimenze 0,6 m × 0,10 mm. Sběr dat probíhal v režimech elektronové ionizace (EI) a chemické ionizace (CI) s rozlišením až 50 000 a frekvencí až 200 spekter/s. Data se zpracovávala v softwaru ChromaTOF HRT pomocí algoritmů HRD® na dekonvoluci, library search a přesný výpočet vzorců.
Použitá instrumentace
- Přístroje: Pegasus HRT GC-ToFMS a Pegasus HRT 4D GCxGC-ToFMS.
- Kolony: 1. dimenze – 30 m × 0,25 mm × 1,0 µm; 2. dimenze – 0,6 m × 0,10 mm × 0,10 µm.
- Ionizační metody: elektronová ionizace (EI), chemická ionizace (CI).
- Software: ChromaTOF HRT pro HRD® dekonvoluci, knihovní vyhledávání (NIST, Wiley, Fiehn).
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza odhalila u pacientů s TBI významný pokles větvených aminokyselin (valin, leucin, izoleucin) a zároveň nárůst krátkých karboxylových kyselin a cukerných derivátů. GCxGC-HRT prokázalo výrazně lepší chromatografickou separaci a odstranění rušících šumů, což umožnilo identifikaci více než 40 metabolitů s vysokou podobností ke knihovním spektrům. Přesné hmotnostní měření a komplementární EI/CI spektra zvyšují důvěryhodnost bez nutnosti MS/MS.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje rychlou, robustní a vysoce citlivou analýzu komplexních biologických vzorků.
- Detekce stopových koncentrací klíčových metabolitů.
- Vysoká reprodukovatelnost a minimalizace pozadí.
- Možnost rozšíření do klinického monitoringu TBI a dalších onemocnění.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se integrace GCxGC-HRT s bioinformatickými nástroji a strojovým učením pro analýzu velkých datových souborů. Rozvoj multi-omics přístupů a automatizovaná identifikace biomarkerů může otevřít nové cesty v personalizované medicíně.
Závěr
Kombinace jednorozměrné a vícerozměrné plynové chromatografie s vysokým rozlišením hmotnostního analyzátoru poskytuje komplexní pohled na sérový metabolom u TBI. Metoda přináší vysokou citlivost, selektivitu a jistotu identifikace bez dodatečných fragmentačních experimentů.
Reference
- Alonso D. E., Binkley J., Fell L., Kelly C. Blood Serum Metabolomics Using Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry. LECO Corporation, St. Joseph, MI.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Characterization of Complex Forensic Samples by Gas Chromatography–High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry
2015|Agilent Technologies|Postery
Characterization of Complex Forensic Samples by Gas Chromatography–High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry John Rorabeck1, David E. Alonso2 and Joe Binkley2 | 1Berrien County Forensic Laboratory, Berrien Springs, MI; 2LECO Corporation, St. Joseph, MI D) Pokeweed (Discovery & Confirmation) A) Marijuana…
Klíčová slova
hrt, hrttms, tmsaic, aicformula, formulappm, ppmexpected, expectedacid, acidcathine, cathinename, nameobserved, observedmagic, magicmushrooms, mushroomscathinone, cathinonekhat, khathash
Strategic Utilization of Gas Chromatography with Both Nominal and High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometers for Metabolomic Studies
2014|LECO|Postery
Strategic Utilization of Gas Chromatography with Both Nominal and High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometers for Metabolomic Studies David E. Alonso, Jeffrey S. Patrick, and Joe Binkley | LECO Corporation, St. Joseph, MI USA Results and Discussion – Instrumental Platforms Introduction…
Klíčová slova
tms, tmshrt, hrtpegasus, pegasusacid, acidpalmitoleic, palmitoleictemp, tempsimilarity, similaritycholesterol, cholesterolphenotype, phenotypearachidonic, arachidonicoctadecanoic, octadecanoicmass, massdiscovery, discoverymonosaccharides, monosaccharidesoleic
A Workflow for Comprehensive Analysis of Forensic Samples Using Electron and Chemical Ionization High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry
2014|Agilent Technologies|Postery
A Workflow for Comprehensive Analysis of Forensic Samples Using Electron and Chemical Ionization High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry David E. Alonso1, Joe Binkley1, and John Rorabeck2 | 1LECO Corporation, St. Joseph, MI; 2Berrien County Forensic Laboratory, Berrien Springs, MI Solvent…
Klíčová slova
hrt, hrttms, tmsaic, aicformula, formulappm, ppmexpected, expectedacid, acidcathine, cathinename, nameobserved, observedmagic, magicmushrooms, mushroomscathinone, cathinonekhat, khathash
General Workflow For Confident Identification of Unknown Compounds in Forensic, Petroleum, Food, Environmental, and Biological Materials: The GC-HRT Advantage David E. Alonso, Clecio Klitzke, Liz Humston-Fulmer, Jonathan Byer and Joe Binkley | LECO Corporation, St. Joseph, MI USA Introduction Workflow…
Klíčová slova
hrt, hrtaic, aicformula, formulappm, ppmkendrick, kendrickexpected, expectedobserved, observedxic, xicmass, massadducts, adductstms, tmsmolecular, molecularions, ionskodaflex, kodaflextmpta