Strategic Utilization of Gas Chromatography with Both Nominal and High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometers for Metabolomic Studies
Postery | 2014 | LECOInstrumentace
Metabolomika zobrazuje konečný stav biologických systémů a je klíčová pro pochopení vztahu mezi genotypem a fenotypem. Kombinace vysokorychlostní a vysokorozlišovací plynové chromatografie s TOF hmotnostní spektrometrií umožňuje komplexní analýzu široké škály malých molekul v biologických matricích. Tato strategie usnadňuje rychlou detekci a spolehlivou identifikaci metabolitů, což je zásadní pro biomedicínský výzkum, farmakologii i průmyslovou kontrolu jakosti.
Studie představuje strategii využití dvou instrumentálních platforem: Pegasus HT pro rychlý screening a Pegasus HRT pro potvrzení a detailní charakterizaci metabolitů. Cílem je demonstrovat synergii mezi vysokou propustností dat a vysokou hmotnostní přesností, aplikovanou na derivatizovanou lidskou plazmu (NIST SRM).
Vzorky plazmy podstoupily derivatizaci v dvou krocích: oximační činidlo MEOX v pyridinu a trimethylsilylační činidlo MSTFA s interním standardem OFN a FAME pro výpočet retenčního indexu. Analýzy probíhaly na dvou platformách:
Platforma Pegasus HT poskytla bohatá data s účinnou dekonvolucí a knihovními shodami similarity nad 800. Detekovány byly cukry, aminokyseliny, organické kyseliny, mastné kyseliny, steroly a disacharidy. Pegasus HRT pak potvrdil identifikace díky vysoké hmotnostní přesnosti (< 2 ppm) a možnosti stanovení elementárních vzorců fragmentů i aduktů. Kombinované použití EI a CI ionizace přineslo další selektivitu pro molekulární ionty.
Synergický přístup umožňuje jednou injekcí získat komplexní profil metabolitů s vysokou mírou důvěry v identifikaci. Workflow je vhodný pro studium lidských biologických vzorků, screening biomarkerů, bezpečnostní toxikologii i kontrolu kvality farmaceutických produktů.
Očekává se další rozšiřování databází spekter a automatizace datového zpracování s využitím strojového učení. Integrace GC-TOFMS s dalšími separačními technikami a multimodálními ionizačními metodami bude posilovat hloubku a šíři metabolomických analýz.
Představená strategie kombinace vysokorychlostní GC-TOFMS a vysokorozlišovací GC-HR TOFMS vytváří robustní platformu pro komplexní metabolomické studie. Vyšší propustnost doplněná vysokou hmotnostní přesností vede k rychlému objevu i spolehlivé validaci velkého množství metabolitů v biologických matricích.
1) F. Hadacek et al., Metabolomics, 2013, 9, 564-574.
2) P. Britz-McKibbin et al., Chemical Reviews, 2013, 113, 2437-2468.
3) W. B. Dunn et al., Metabolomics, 2013, 9, S44-S66.
4) Anal. Chem., 2013, 85, 11725-11731.
GCxGC, GC/MSD, GC/HRMS, GC/TOF
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceLECO
Souhrn
Význam tématu
Metabolomika zobrazuje konečný stav biologických systémů a je klíčová pro pochopení vztahu mezi genotypem a fenotypem. Kombinace vysokorychlostní a vysokorozlišovací plynové chromatografie s TOF hmotnostní spektrometrií umožňuje komplexní analýzu široké škály malých molekul v biologických matricích. Tato strategie usnadňuje rychlou detekci a spolehlivou identifikaci metabolitů, což je zásadní pro biomedicínský výzkum, farmakologii i průmyslovou kontrolu jakosti.
Cíle a přehled studie
Studie představuje strategii využití dvou instrumentálních platforem: Pegasus HT pro rychlý screening a Pegasus HRT pro potvrzení a detailní charakterizaci metabolitů. Cílem je demonstrovat synergii mezi vysokou propustností dat a vysokou hmotnostní přesností, aplikovanou na derivatizovanou lidskou plazmu (NIST SRM).
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky plazmy podstoupily derivatizaci v dvou krocích: oximační činidlo MEOX v pyridinu a trimethylsilylační činidlo MSTFA s interním standardem OFN a FAME pro výpočet retenčního indexu. Analýzy probíhaly na dvou platformách:
- Pegasus HT: jednorozměrná GC-TOFMS, kolona Rxi-5 MS (30 m × 0.25 mm × 0.25 μm), helia jako nosného plynu, program teploty od 70 do 300 °C. Rychlost akvizice 10 spekter/s.
- Pegasus 4D: dvoukolonový GC×GC-TOFMS s modulačním intervalem 5 s, kolony Rxi-5 MS a Rtx-200, akvizice 200 spekter/s.
- Pegasus HRT: GC-HR TOFMS s kolónou Rxi-5 MS, helia, teplotní program 70–300 °C, akvizice 12 spekter/s, vysoká hmotnostní přesnost a dekonvoluce spekter.
Hlavní výsledky a diskuse
Platforma Pegasus HT poskytla bohatá data s účinnou dekonvolucí a knihovními shodami similarity nad 800. Detekovány byly cukry, aminokyseliny, organické kyseliny, mastné kyseliny, steroly a disacharidy. Pegasus HRT pak potvrdil identifikace díky vysoké hmotnostní přesnosti (< 2 ppm) a možnosti stanovení elementárních vzorců fragmentů i aduktů. Kombinované použití EI a CI ionizace přineslo další selektivitu pro molekulární ionty.
Přínosy a praktické využití metody
Synergický přístup umožňuje jednou injekcí získat komplexní profil metabolitů s vysokou mírou důvěry v identifikaci. Workflow je vhodný pro studium lidských biologických vzorků, screening biomarkerů, bezpečnostní toxikologii i kontrolu kvality farmaceutických produktů.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozšiřování databází spekter a automatizace datového zpracování s využitím strojového učení. Integrace GC-TOFMS s dalšími separačními technikami a multimodálními ionizačními metodami bude posilovat hloubku a šíři metabolomických analýz.
Závěr
Představená strategie kombinace vysokorychlostní GC-TOFMS a vysokorozlišovací GC-HR TOFMS vytváří robustní platformu pro komplexní metabolomické studie. Vyšší propustnost doplněná vysokou hmotnostní přesností vede k rychlému objevu i spolehlivé validaci velkého množství metabolitů v biologických matricích.
Reference
1) F. Hadacek et al., Metabolomics, 2013, 9, 564-574.
2) P. Britz-McKibbin et al., Chemical Reviews, 2013, 113, 2437-2468.
3) W. B. Dunn et al., Metabolomics, 2013, 9, S44-S66.
4) Anal. Chem., 2013, 85, 11725-11731.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Myth Busters: The Truth About Metabolomics and High Resolution Gas Chromatography Time-of-Flight Mass Spectrometry
2014|Agilent Technologies|Postery
Myth Busters: The Truth About Metabolomics and High Resolution Gas Chromatography Time-of-Flight Mass Spectrometry David E. Alonso, Joe Binkley, and Lorne Fell | LECO Corporation, St. Joseph, MI USA 363.17109 363.17119 -0.28 Phenylalanine 2TMS C15H27NO2Si 2 977 919 [M-C7H7]+ 218.10271…
Klíčová slova
hrt, hrttms, tmsmyths, mythsaic, aiccholesterol, cholesterolarachidonic, arachidonicppm, ppmexpected, expectedpegasus, pegasusdispels, dispelsvitamin, vitaminacid, acidcomprehensive, comprehensiveglucose, glucoseobserved
Blood Serum Metabolomics Using Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography High Resolution Time-of-Flight Mass Spectromery
2016|Agilent Technologies|Postery
Blood Serum Metabolomics Using Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography High Resolution Time-of-Flight Mass Spectromery David E. Alonso, Joe Binkley, Lorne Fell, and Christina Kelly | LECO Corporation, St. Joseph, MI 10,11 17-19 Time (s) 400 600 800 1000 37 39,40 38…
Klíčová slova
hrt, hrttms, tmstrue, trueaic, aicsimilarity, similaritypeak, peakacid, acidformula, formulabrain, brainibuprofen, ibuprofencholesterol, cholesteroldatabase, databaseformulas, formulaspolar, polarpegasus
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
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