A Novel Benchtop Time-of-Flight GC-MS System for High Performance Analysis of Human Urine
Postery | 2016 | LECOInstrumentace
Analýza moči je klíčová pro sledování expozice životnímu prostředí a jejího vlivu na zdraví člověka. Metabolomické přístupy umožňují rychlé a citlivé zachycení změn v koncentraci drobných molekul, což usnadňuje studium účinků stravy, léků, mikrobioty a toxických látek.
Hlavním cílem studie bylo vyvinout a otestovat výkonný bench-top GC-TOFMS systém pro komplexní profilování derivatizovaných vzorků lidské moči. Studie porovnává vzorky nekuřáků a kuřáků za účelem identifikace a kvantifikace klíčových metabolitů a xenobiotik.
Vzorek moči (200 µl) byl ošetřen ureázou za 37 °C po 15 min. pro odstranění močoviny, poté extrahován 800 µl metanolu, odstředěn a vysušen. Derivatizace proběhla reakční směsí MTBSTFA + 1 % TBDMCS při 100 °C po 1 h. Analýza byla provedena systémem LECO Pegasus® BT GC-TOFMS (Agilent 7890 GC, MPS2 autosampler) se split ratio 20:1 a dobou analýzy 12 min.
Bylo detekováno a anotováno více než 30 metabolitů včetně kreatininu, fenolu, p-cresolu, kyselin (mléčná, šťavelová, citronová), aminokyselin a xenobiotik jako ibuprofen, naproxen, kotinin, kofein a theobromin. Kuřáci vykazovali zvýšené hladiny fenolů, kyselin i farmakologických látek oproti nekuřákům. Spektrální shoda s knihovnami překračovala 800/1000 pro většinu sloučenin. Kombinace totálního iontového chromatogramu (TIC), analytického iontového chromatogramu (AIC) a dekonvoluce umožnila spolehlivou identifikaci i při vysoké komplexitě matice.
Očekává se rozšíření knihoven o nově odhalené metabolity, automatizace derivatizačních protokolů a integrace s ortogonálními metodami (LC-MS, NMR). Další směřování zahrnuje strojové učení pro pokročilou anotaci dat a vysokopropustné screeningové platformy pro populační studie.
Popsaný workflow kombinuje efektivní přípravu vzorku, derivatizaci, špičkový benchtop GC-TOFMS a výkonný softwarový balík pro komplexní a rychlou analýzu moče. Metoda poskytuje citlivé a reprodukovatelné výsledky vhodné pro kvantitativní i kvalitativní studie expozice a metabolických změn.
Alonso DE, Binkley JE, Fell LM. A Novel Benchtop Time-of-Flight GC-MS System for High Performance Analysis of Human Urine. Anal. Bioanal. Chem., 2015, 407, 2945-2954.
GC/MSD, GC/TOF
ZaměřeníMetabolomika, Klinická analýza
VýrobceAgilent Technologies, GERSTEL, LECO
Souhrn
Význam tématu
Analýza moči je klíčová pro sledování expozice životnímu prostředí a jejího vlivu na zdraví člověka. Metabolomické přístupy umožňují rychlé a citlivé zachycení změn v koncentraci drobných molekul, což usnadňuje studium účinků stravy, léků, mikrobioty a toxických látek.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem studie bylo vyvinout a otestovat výkonný bench-top GC-TOFMS systém pro komplexní profilování derivatizovaných vzorků lidské moči. Studie porovnává vzorky nekuřáků a kuřáků za účelem identifikace a kvantifikace klíčových metabolitů a xenobiotik.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorek moči (200 µl) byl ošetřen ureázou za 37 °C po 15 min. pro odstranění močoviny, poté extrahován 800 µl metanolu, odstředěn a vysušen. Derivatizace proběhla reakční směsí MTBSTFA + 1 % TBDMCS při 100 °C po 1 h. Analýza byla provedena systémem LECO Pegasus® BT GC-TOFMS (Agilent 7890 GC, MPS2 autosampler) se split ratio 20:1 a dobou analýzy 12 min.
Hlavní výsledky a diskuse
Bylo detekováno a anotováno více než 30 metabolitů včetně kreatininu, fenolu, p-cresolu, kyselin (mléčná, šťavelová, citronová), aminokyselin a xenobiotik jako ibuprofen, naproxen, kotinin, kofein a theobromin. Kuřáci vykazovali zvýšené hladiny fenolů, kyselin i farmakologických látek oproti nekuřákům. Spektrální shoda s knihovnami překračovala 800/1000 pro většinu sloučenin. Kombinace totálního iontového chromatogramu (TIC), analytického iontového chromatogramu (AIC) a dekonvoluce umožnila spolehlivou identifikaci i při vysoké komplexitě matice.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá a robustní příprava vzorku a derivatizace pro široké spektrum metabolitů.
- Vysoká rozlišovací schopnost benchtop TOFMS pro detekci stopových látek a kvantitativní srovnání vzorků.
- Software NonTarget Deconvolution™ a Target Analyte Finding pro retrospektivní analýzu a rychlé zpracování dat.
- Vhodné pro farmakokinetiku, toxikologii, environmentální a klinickou analýzu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření knihoven o nově odhalené metabolity, automatizace derivatizačních protokolů a integrace s ortogonálními metodami (LC-MS, NMR). Další směřování zahrnuje strojové učení pro pokročilou anotaci dat a vysokopropustné screeningové platformy pro populační studie.
Závěr
Popsaný workflow kombinuje efektivní přípravu vzorku, derivatizaci, špičkový benchtop GC-TOFMS a výkonný softwarový balík pro komplexní a rychlou analýzu moče. Metoda poskytuje citlivé a reprodukovatelné výsledky vhodné pro kvantitativní i kvalitativní studie expozice a metabolických změn.
Reference
Alonso DE, Binkley JE, Fell LM. A Novel Benchtop Time-of-Flight GC-MS System for High Performance Analysis of Human Urine. Anal. Bioanal. Chem., 2015, 407, 2945-2954.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Analysis of Urine SRMs Using Solid Phase Micro Extraction, Dynamic Headspace and Liquid Injection with Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography (GCxGC) High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry
2016|Agilent Technologies|Postery
Analysis of Urine SRMs Using Solid Phase Micro Extraction, Dynamic Headspace and Liquid Injection with Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography (GCxGC) High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry David E. Alonso*, Joseph E. Binkley, Elizabeth M. Humston-Fulmer, Lorne E. Fell and Jonathan D.…
Klíčová slova
hrt, hrtaic, aictms, tmssimilarity, similarityacid, acidphthalate, phthalatetrue, truedehydroisoandrosterone, dehydroisoandrosteronecresol, cresolurine, urinename, namedibutyl, dibutylpalmitic, palmitictdcpp, tdcpppeak
Effects of Increased Fructose Consumption and Inadequate Copper Intake on the Pathogenesis of Nonalcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD): A Feces, Plasma and Liver Metabolomics Study
2016|Agilent Technologies|Postery
Effects of Increased Fructose Consumption and Inadequate Copper Intake on the Pathogenesis of Nonalcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD): A Feces, Plasma and Liver Metabolomics Study David E. Alonso1, Biyun Shi2, Ming Song2, Xinmin Yin2, Xiaoli Wei2, Michelle Page1, Joe Binkley1,…
Klíčová slova
hrt, hrttrue, trueaic, aicpeak, peakndance, ndancemass, masscopper, coppersimilarity, similarityfructose, fructosesupplemental, supplementalknown, knowninadequate, inadequateyes, yesprocessing, processingmetabolites
Biomarker Identification in Nonalcoholic Fatty Liver Disease via GC/MS
2017|Agilent Technologies|Postery
Biomarker Identification in Nonalcoholic Fatty Liver Disease via GC/MS Todd Richards1,David E. Alonso1, Xiang Zhang2 and Joseph E. Binkley1 | 1LECO Corporation, St. Joseph, MI; 2Department of Chemistry, University of Louisville, Louisville, KY 100 3e7 0 0 Library Hit -…
Klíčová slova
ditbdms, ditbdmstrue, truexic, xictritbdms, tritbdmsnafld, nafldhistidine, histidinepegasus, pegasuspeak, peakstatistical, statisticalchromatof, chromatofformula, formulatic, ticdata, dataalanine, alaninebiomarker
Untargeted Investigation of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease Using Effective Mutiplatform GC-MS Instrumentation
2017|Agilent Technologies|Postery
Untargeted Investigation of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease Using Effective Mutiplatform GC-MS Instrumentation David E. Alonso1, Xiang Zhang2, Todd Richards1, and Joe Binkley1 | 1LECO Corporation, St. Joseph, Michigan | 2Department of Chemistry and Biochemistry, University of Louisville, Louisville, Kentucky Throughput:…
Klíčová slova
hrt, hrtmetabolite, metabolitetrue, truemass, massditbdms, ditbdmsformula, formulasimilarity, similarityacid, acidxic, xicpeak, peakpegasus, pegasusobs, obsgcxgc, gcxgctofms, tofmscalc