Ion Pairing Free Mixed-Mode Chromatography for the Separation and Measurement of TCA Cycle Metabolites in Urine Samples of Breast Cancer Patients
Postery | 2021 | WatersInstrumentace
Trikarboxylová kyselina (TCA) je centrální součástí buněčného metabolismu, produkující energii (ATP) a prekurzory pro syntézu aminokyselin, lipidů či nukleotidů. Jejích metabolity v biologických vzorcích (např. moči) představují důležité biomarkery pro sledování patologických stavů, včetně nádorových onemocnění. Kvůli malé polaritě a citlivosti na interakce s kovovými povrchy vyžadují tyto organické kyseliny speciální chromatografické přístupy.
Hlavním cílem bylo vyvinout MS-kompatibilní metodiku pro separaci a kvantifikaci TCA metabolitů v moči pacientek s karcinomem prsu bez použití iontových párovacích činidel či derivatizace. Studie představuje mixed-mode anionovou chromatografii na hybridním CSH Phenyl-Hexyl sloupci s MaxPeak HPS povrchem.
Vzorky moči byly rozmraženy na ledu, naředěny vodou (100 µL vzorek + 300 µL H₂O), vortexovány, odstředěny (21 130 × g, 10 min, 4 °C) a přeneseny do silanizovaných vial.
Chromatografie:
Chromatografická metoda umožnila baseline separaci klíčových izobarických i strukturálně podobných párů: citrát vs. isocitrát, malát vs. fumárát, itakonát vs. cis-aconitát. MaxPeak HPS povrch významně zvýšil návratnost kyselých metabolitů citlivých na metalické povrchy. Reprodukovatelnost byla demonstrována 462 opakovanými injekcemi QC vzorku s nízkou variabilitou retence a plošných integrál.
PCA analýza pěti replik odhalila jasné rozdělení mezi vzorky zdravých a onkologických pacientek a ztěsný shluk QC, což potvrzuje robustnost metody. Abundance profily ukázaly významné rozdíly koncentrací vybraných TCA metabolitů mezi skupinami.
Metodika:
Očekává se rozšíření mixed-mode chromatografie na další skupiny polárních metabolitů a integrace do automatizovaných high-throughput platforem. Kombinace s novými MS technikami a datovou analýzou (strojové učení) umožní hlubší biomarkerové studie a diagnostiku.
Popsaná metoda mixed-mode anionové chromatografie na ACQUITY PREMIER CSH Phenyl-Hexyl sloupci s MaxPeak HPS povrchem poskytuje efektivní, reprodukovatelnou a citlivou analýzu TCA cyklu v moči bez nutnosti iontového párování nebo derivatizace. Demonstrace na vzorcích od pacientek s karcinomem prsu potvrdila její klinický i výzkumný potenciál.
Abrahamson H, Rezvani A, Brushmiller J. Inorganica Chimica Acta. 1994;226:117–127.
Luo B, Groenke K, Takors R, Wandrey C, Oldiges M. Journal of Chromatography A. 2007;1147(2):153–164.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníMetabolomika, Klinická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Trikarboxylová kyselina (TCA) je centrální součástí buněčného metabolismu, produkující energii (ATP) a prekurzory pro syntézu aminokyselin, lipidů či nukleotidů. Jejích metabolity v biologických vzorcích (např. moči) představují důležité biomarkery pro sledování patologických stavů, včetně nádorových onemocnění. Kvůli malé polaritě a citlivosti na interakce s kovovými povrchy vyžadují tyto organické kyseliny speciální chromatografické přístupy.
Cíle a přehled studie / článku
Hlavním cílem bylo vyvinout MS-kompatibilní metodiku pro separaci a kvantifikaci TCA metabolitů v moči pacientek s karcinomem prsu bez použití iontových párovacích činidel či derivatizace. Studie představuje mixed-mode anionovou chromatografii na hybridním CSH Phenyl-Hexyl sloupci s MaxPeak HPS povrchem.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky moči byly rozmraženy na ledu, naředěny vodou (100 µL vzorek + 300 µL H₂O), vortexovány, odstředěny (21 130 × g, 10 min, 4 °C) a přeneseny do silanizovaných vial.
Chromatografie:
- LC systém: ACQUITY I-Class PLUS
- Column: ACQUITY PREMIER CSH Phenyl-Hexyl, 1,7 µm, 2,1 × 100 mm s MaxPeak HPS povrchem
- Mobilní fáze A: 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě; B: 0,1 % kyselina mravenčí v ACN
- Gradient: 0–25 % B/4 min; 25–95 % B/3 min; mytí a reekvilibrace
- Průtok: 0,4 mL/min
- MS systém: Xevo G2-XS QTOF, negativní ionizace
- Software: MassLynx, Progenesis QI
Hlavní výsledky a diskuse
Chromatografická metoda umožnila baseline separaci klíčových izobarických i strukturálně podobných párů: citrát vs. isocitrát, malát vs. fumárát, itakonát vs. cis-aconitát. MaxPeak HPS povrch významně zvýšil návratnost kyselých metabolitů citlivých na metalické povrchy. Reprodukovatelnost byla demonstrována 462 opakovanými injekcemi QC vzorku s nízkou variabilitou retence a plošných integrál.
PCA analýza pěti replik odhalila jasné rozdělení mezi vzorky zdravých a onkologických pacientek a ztěsný shluk QC, což potvrzuje robustnost metody. Abundance profily ukázaly významné rozdíly koncentrací vybraných TCA metabolitů mezi skupinami.
Přínosy a praktické využití metody
Metodika:
- Vyžaduje minimální přípravu vzorku (žádná derivatizace nebo iontové párování)
- Kompatibilní s vysokoprocesními metabolomickými studiemi
- Vhodná pro klinické laboratoře, QA/QC a farmaceutický výzkum
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření mixed-mode chromatografie na další skupiny polárních metabolitů a integrace do automatizovaných high-throughput platforem. Kombinace s novými MS technikami a datovou analýzou (strojové učení) umožní hlubší biomarkerové studie a diagnostiku.
Závěr
Popsaná metoda mixed-mode anionové chromatografie na ACQUITY PREMIER CSH Phenyl-Hexyl sloupci s MaxPeak HPS povrchem poskytuje efektivní, reprodukovatelnou a citlivou analýzu TCA cyklu v moči bez nutnosti iontového párování nebo derivatizace. Demonstrace na vzorcích od pacientek s karcinomem prsu potvrdila její klinický i výzkumný potenciál.
Reference
Abrahamson H, Rezvani A, Brushmiller J. Inorganica Chimica Acta. 1994;226:117–127.
Luo B, Groenke K, Takors R, Wandrey C, Oldiges M. Journal of Chromatography A. 2007;1147(2):153–164.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Improving sensitivity for the quantification of TCA cycle analytes in human plasma by the ACQUITY™ Premier system solution
2021|Waters|Postery
Improving sensitivity for the quantification of TCA cycle analytes in human plasma by the ACQUITY™ Premier system solution Kerri M Smith, Paul. D Rainville Waters Corporation, Milford, MA, USA LC System: ACQUITY™ Premier LC MS: XEVO TQ-Smicro, ESI negative Column:…
Klíčová slova
acid, acidtca, tcabreast, breastpremier, premierhealthy, healthycitric, citricisocitric, isocitricacquity, acquitycycle, cyclemalic, malicplasma, plasmaaconitic, aconiticpyruvic, pyruvicfumaric, fumaricsuccinic
Separation and Analysis of TCA Cycle Analytes by Mixed-Mode Chromatography Coupled with Mass Spectrometry
2020|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Separation and Analysis of TCA Cycle Analytes by Mixed-Mode Chromatography Coupled with Mass Spectrometry Kerri M. Smith and Paul Rainville Waters Corporation, Milford, MA, USA APPLICATION BENEFITS ■ ■ INTRODUCTION A reproducible LC-MS method for the…
Klíčová slova
tca, tcaacid, acidcycle, cycleprogenesis, progenesismixed, mixedanalytes, analytesuplc, uplccitric, citriccoupled, coupledmode, modespectrometry, spectrometryaconitic, aconiticacquity, acquityapplication, applicationisocitric
Improved Analytical Sensitivity and Chromatographic Peak Shape for the Quantification of TCA Cycle Analytes in Human Plasma using the ACQUITY PREMIER System Solution
2021|Waters|Aplikace
Application Note Improved Analytical Sensitivity and Chromatographic Peak Shape for the Quantification of TCA Cycle Analytes in Human Plasma using the ACQUITY PREMIER System Solution Kerri M. Smith, Paul D. Rainville Waters Corporation For research use only. Not for use…
Klíčová slova
premier, premieracquity, acquitytca, tcaplasma, plasmametal, metalmaxpeak, maxpeakcycle, cyclehuman, humaninteractions, interactionschelators, chelatorsmetabolites, metabolitessurfaces, surfacesmoieties, moietiesbreast, breastcsh
Separation and Detection of TCA Cycle Metabolites and Related Compounds in Human Urine by UPLC-MS/MS for Clinical Research
2019|Waters|Aplikace
[ TECHNOLOGY BRIEF ] Separation and Detection of TCA Cycle Metabolites and Related Compounds in Human Urine by UPLC-MS/MS for Clinical Research Kerri M. Smith, Robert S. Plumb, and Paul D. Rainville Waters Corporation, Milford, MA, USA A new method…
Klíčová slova
tca, tcaacid, acidcycle, cyclemetabolites, metabolitespolar, polarurine, urinebiologically, biologicallychromotography, chromotographybrief, briefisocitric, isocitricfumaric, fumaricmalic, maliccitric, citrichuman, humankrebs