Smoker’s and Non-Smoker’s Urine Comparis on Using Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography High Performance Time-of-Flight Mass Spectrometry

Význam tématu

Analýza moči je v medicíně a výzkumu neinvazivní cestou k detekci širokého spektra bioindikátorů, včetně léčiv, metabolitů a expozomických markerů. Komplexní dvourozměrná plynová chromatografie (GCxGC) v kombinaci s vysokovýkonnou TOF hmotnostní spektrometrií (TOFMS) rozšiřuje schopnost separace koelujících sloučenin, zvyšuje hloubku průzkumu a spolehlivost identifikace v probíhajících studiích vyšetřování moči kuřáků a nekuřáků.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo porovnat profil organických sloučenin v moči kuřáků (SU) a nekuřáků (NSU) pomocí GCxGC-TOFMS a zhodnotit schopnost metody detekovat tabákové markery a další metabolity v referenčních vzorcích NIST.

Použitá metodika

Vzorky moči byly ošetřeny ureázou, centrifugovány a vysušeny. Následovala dvoufázová derivatizace: methoximace (MEOX, 80 °C, 30 min) a silylace (MSTFA, 80 °C, 30 min). Roztoky byly analyzovány na GCxGC-TOFMS. Data byla zpracována neřízenou detekcí Peak Find a cílenou metodou Target Analyte Finding (TAF) s porovnáním proti knihovnám.

Použitá instrumentace

• Gas chromatograf: Agilent 7890 s dvojitým modulátorem LECO Dual Stage Quad Jet
• Autosampler: L-PAL 3
• Dvousloupcový bekap: 1. dimenze Rxi-5 MS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm), 2. dimenze Rxi-17 Sil MS (0,6 m × 0,25 mm × 0,25 µm)
• Nosný plyn: helium při 1,4 ml/min konstantní
• Injekce: 1 µl, split 20:1 při 280 °C
• Teplotní program: 50 °C (0,5 min) → 150 °C (5 °C/min) → 200 °C (2 °C/min) → 300 °C (50 °C/min)
• Modulace: perioda 4 s, teplota +15 °C nad 2. pecí
• Hmotnostní spektrometr: LECO Pegasus BT 4D, EI (250 °C), m/z 45–600, 15 spektr/s v 1D, 200 spektr/s v 2D
• Software: ChromaTOF® pro dekonvoluci a knihovny

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda odhalila stovky metabolitů v obou typech vzorků. V NSU byly detekovány organické kyseliny, cukry, aminokyseliny a farmaka (např. paracetamol, ibuprofen). V SU se navíc objevily specifické tabákové markery (cotinin, trans-3ʼ-hydroxycotinin) a vyšší koncentrace fenolů a alkaloidů. GCxGC významně zlepšilo separaci koelujících se parů kyselin a umožnilo přesné stanovení retenčních indexů a spektrální podobnosti.

Přínosy a praktické využití metody

GCxGC-TOFMS zajišťuje rychlou, vysoce citlivou a spolehlivou analýzu komplexních biologických matic. Přínosem je detailní profilování expozomických a farmakologických markerů, vhodné pro klinickou diagnostiku, toxikologii i vyšetřování expozice tabákovým produktům.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování zahrnuje integraci strojového učení pro automatickou interpretaci dat, rozšíření knihoven o nové neočekávané látky a aplikace v personalizované medicíně, metabolomice a sledování environmentálních expozomů.

Závěr

Komplexní dvourozměrná GC ve spojení s TOFMS poskytuje robustní a podrobnou charakterizaci moči kuřáků i nekuřáků, umožňuje odhalit široké spektrum látek a plní požadavky na rychlé a spolehlivé monitorování zdravotního stavu a expozice.

Reference

Neuvedeno