Fast and Simple Free Fatty Acids Analysis Using ACQUITY UPC2/MS

Význam tématu

Volné mastné kyseliny jsou klíčové metabolity v biologii i průmyslu, slouží jako zdroj a přenos energie, stavební kameny membrán a regulační molekuly. Rychlá a spolehlivá analýza FFA je zásadní pro lipidomiku, potravinářství, farmaceutický výzkum či bioenergetiku.

Cíle a přehled studie

Studie představuje metodiku pro rychlou separaci a detekci volných mastných kyselin pomocí UltraPerformance Convergence Chromatography (UPCC/UPC2) spojené s QTof hmotnostní spektrometrií. Hlavním cílem je eliminovat derivatizaci, zkrátit čas přípravy vzorku a analýzy a rozšířit rozsah analyzovaných řetězců až nad 24 uhlíků.

Použitá instrumentace

• ACQUITY UPC2 System (Waters)
• Viridis HSS C18 SB 1,8 µm, 2,1×150 mm kolona
• Xevo G2 QTof Mass Spectrometer (ESI negativní režim, MS E)
• Progenesis QI Software pro zpracování dat

Použitá metodika

Vzorky: standardní směsi FFA C4–C24 a komplexní model GLC-85; oleje z pyrolýzy řas a algaenanu při 310 a 360 °C. Extrakce probíhala v organických rozpouštědlech (chloroform, dichlormethan). Vzorky se ředily a 0,5 µL se injektivalo přímo.

Chromatografie: mobilní fáze A = CO2, B = methanol s 0,1 % formicovou kyselinou, gradient 5–25 % B za 3 minuty, teplota kolony 50 °C, průtok 0,6 mL/min.

MS nastavení: ESI negativní, kapilární napětí 1,0 kV, konus 30 V, teplota desolvatace 500 °C, rozmezí m/z 50–600.

Hlavní výsledky a diskuse

• Úspěšná separace FFA řetězců C8–C36 za méně než 3 minuty, vč. těžkých (>C24), bez derivatizace.
• Optimalizace gradientu zlepšila kapacitu a rozlišení; eluce závisí na délce a počtu dvojných vazeb.
• Metoda umožnila separovat izobary a izomery pozice dvojných vazeb (např. 18:3 Δ6,9,12 vs. Δ9,12,15).
• Datová analýza v Progenesis QI: zarovnání, dekonvoluce, PCA a OPLS-DA odhalily rozdíly v profilu FFA řas a algaenanu při různých teplotách pyrolýzy.
• Řasy pyrolýzou při 310 °C měly vyšší zastoupení krátkých a velmi dlouhých FFA (C9–C13, C31–C37), při 360 °C převládaly střední řetězce (C14–C29).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda zkracuje dobu analýzy až 10× oproti GC-MS, snižuje spotřebu a likvidaci organických rozpouštědel a eliminuje artefakty vznikající při derivatizaci. Umožňuje vysokoprůchodovou lipidomiku, screening biomarkerů a šetrné zpracování biologických vzorků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další třídy lipidů a kvalitativní i kvantitativní studie.
• Integrace iontové mobility pro vyšší selektivitu.
• Automatizace a vysokopropustné aplikace v potravinářském a farmaceutickém průmyslu.
• Využití v environmentální a metabolomické diagnostice.

Závěr

Představená UPC2/MS metoda nabízí rychlou, spolehlivou a univerzální platformu pro analýzu volných mastných kyselin bez derivatizace. Spojení s Progenesis QI výrazně usnadňuje interpretaci komplexních lipidomických dat a umožňuje detailní biomarkerové studie.

Reference

• Fahy E. et al. Update of the LIPID MAPS comprehensive classification system for lipids. J Lipid Res. 2009;50:S9–S14.
• Rustan AC, Drevon CA. Fatty Acids: Structures and Properties. eLS. 2005.
• Allard B, Templier J. Comparison of Neutral Lipid Profile of TLS-Containing Microalgae with Emphasis on Algaenan Occurrence. Phytochemistry. 2000;54:369–380.
• Stump CL, Goshawk J. The MarkerLynx Application Manager: Informatics for Mass Spectrometric Metabonomic. 2004.