Cyclic Ion Mobility Resolves Biologically Relevant, Isomeric Endogenous Metabolites
Aplikace | 2021 | WatersInstrumentace
Metabolomika se zaměřuje na detekci a identifikaci malých molekul, které se v organismu vyskytují v různých izomerických formách. Tyto izomery často souvisejí s odlišnými biologickými drahami a zdravotními stavy. Precizní rozlišení isomerů je proto klíčové pro pochopení metabolických procesů, diagnostiku onemocnění a vývoj terapeutických strategií.
Cílem této studie bylo demonstrovat schopnost hmotnostního spektrometru SELECT SERIES Cyclic IMS (cIMS) oddělit izomerní endogenní metabolity pomocí víceprůchodových experimentů. Autoři se soustředili na dva páry biologicky relevantních isomerů: 1- a 3-metylhistidin a k chenodeoxycholové (CDCA) a hyodeoxycholové (HDCA) kyselině.
Pro přímou infuzi standardních směsí a jednotlivých standardů byl použit SELECT SERIES Cyclic IMS mass spektrometr s cyklickou iontovou mobilitou. Ionty byly generovány v negativním režimu ESI a detekovány TOF analyzátorem s V optikou. K separaci v IMS buňce byly nastaveny multiple-pass režimy (5 průchodů pro metylhistidiny a 20 průchodů pro žlučové kyseliny). Infuze probíhala rychlostí 10 µL/min bez kolizního energie v MS/MS módu.
Očekává se rozšíření aplikací cyklické IMS do dalších oblastí, jako je lipidomika a proteomika. Další vývoj by mohl zahrnovat kombinaci s hybridními technikami, strojovým učením pro predikci CCS hodnot a integraci do komplexních workflow pro klinickou diagnostiku.
Cyclic IMS nabízí výrazné zlepšení rozlišení biologicky relevantních izomerů malých molekul. V tomto případě bylo prokázáno spolehlivé oddělení metylhistidinů a žlučových kyselin v krátkých experimentech. Metoda tak představuje efektivní nástroj pro metabolomické analýzy s vysokou selektivitou a rychlostí.
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Metabolomika se zaměřuje na detekci a identifikaci malých molekul, které se v organismu vyskytují v různých izomerických formách. Tyto izomery často souvisejí s odlišnými biologickými drahami a zdravotními stavy. Precizní rozlišení isomerů je proto klíčové pro pochopení metabolických procesů, diagnostiku onemocnění a vývoj terapeutických strategií.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem této studie bylo demonstrovat schopnost hmotnostního spektrometru SELECT SERIES Cyclic IMS (cIMS) oddělit izomerní endogenní metabolity pomocí víceprůchodových experimentů. Autoři se soustředili na dva páry biologicky relevantních isomerů: 1- a 3-metylhistidin a k chenodeoxycholové (CDCA) a hyodeoxycholové (HDCA) kyselině.
Použitá metodika a instrumentace
Pro přímou infuzi standardních směsí a jednotlivých standardů byl použit SELECT SERIES Cyclic IMS mass spektrometr s cyklickou iontovou mobilitou. Ionty byly generovány v negativním režimu ESI a detekovány TOF analyzátorem s V optikou. K separaci v IMS buňce byly nastaveny multiple-pass režimy (5 průchodů pro metylhistidiny a 20 průchodů pro žlučové kyseliny). Infuze probíhala rychlostí 10 µL/min bez kolizního energie v MS/MS módu.
Hlavní výsledky a diskuse
- 1- a 3-metylhistidin dosáhly základní rozlišení po 5 průchodech (<50 ms) při IMS rozlišení 145.
- Chenodeoxycholová a hyodeoxycholová kyselina se plně oddělily po 20 průchodech (<200 ms) při IMS rozlišení 290.
- Identifikace izomerů byla potvrzena injektáží jednotlivých standardů a porovnáním dob příletu.
Přínosy a praktické využití metody
- Zvýšená selektivita při analýze isomerů bez nutnosti nových chromatografických metod.
- Rychlá separace v řádu stovek milisekund vhodná pro vysokopropustné metabolomické studie.
- Přesnější identifikace a čistší MS/MS spektra podporující kvalitativní i kvantitativní analýzy.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření aplikací cyklické IMS do dalších oblastí, jako je lipidomika a proteomika. Další vývoj by mohl zahrnovat kombinaci s hybridními technikami, strojovým učením pro predikci CCS hodnot a integraci do komplexních workflow pro klinickou diagnostiku.
Závěr
Cyclic IMS nabízí výrazné zlepšení rozlišení biologicky relevantních izomerů malých molekul. V tomto případě bylo prokázáno spolehlivé oddělení metylhistidinů a žlučových kyselin v krátkých experimentech. Metoda tak představuje efektivní nástroj pro metabolomické analýzy s vysokou selektivitou a rychlostí.
Reference
- Yamada T, Uchikata T, Sakamoto S, et al. Supercritical Fluid Chromatography/Orbitrap Mass Spectrometry based Lipidomics Platform Coupled with Automated Lipid Identification Software for Accurate Lipid Profiling. J Chromatogr A. 2013;1301:237–42.
- Sen A, Knappy C, Lewis MR, et al. Analysis of Polar Urinary Metabolites for Metabolic Phenotyping Using Supercritical Fluid Chromatography and Mass Spectrometry. J Chromatogr A. 2016;1449:141–55.
- Giles K, Ujma J, Wildgoose J, et al. A Cyclic Ion Mobility-Mass Spectrometry System. Anal Chem. 2019;91(13):8564–73.
- Fink K, Williams AD, Fink RM. 1-Methylhistidine Excretion by Vitamin E-deficient Rabbits. J Biol Chem. 1959;234(5):1182–5.
- Chinkes DL. Methods for Measuring Tissue Protein Breakdown Rate In Vivo. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2005;8:534–7.
- Staels B, Fonseca VA. Bile acids and Metabolic Regulation: Mechanisms and Clinical Responses to Bile acid Sequestration. Diabetes Care. 2009;32 Suppl 2:S237–45.
- Dawson PA, Karpen SJ. Intestinal Transport and Metabolism of Bile Acids. J Lipid Res. 2015;56(6):1085–99.
- Matern H, Lappas N, SM. Isolation and Characterization of Hyodeoxycholic-acid: UDP-Glucuronosyltransferase from Human Liver. Eur J Biochem. 1991;200:393–400.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
DELVING DEEPER INTO THE METABOLOME WITH CYCLIC IMS, SUB PPM MASS ACCURACY AND HIGH RESOLUTION MASS SPECTROMETRY
2022|Waters|Postery
DELVING DEEPER INTO THE METABOLOME WITH CYCLIC IMS, SUB PPM MASS ACCURACY AND HIGH RESOLUTION MASS SPECTROMETRY Adam M King1; Eleanor Matthews2; Matthew E Daly2; Martin Palmer1; Mike McCullagh1; Lee A Gethings1,2; Angela Simpson2; Stephen Fowler2; Timothy Felton2; Robert Plumb3;…
Klíčová slova
mrt, mrtims, imscyclic, cyclicmass, massseries, seriesmetabolomic, metabolomicerror, erroracetylcarnitine, acetylcarnitineselect, selecthilic, hilicplasma, plasmataurochenodeoxycholate, taurochenodeoxycholateresolution, resolutionseparation, separationimsn
Use of Predicted Versus Measured CCS Values from Different Instrument Platforms, and Isomer Separation on the SELECT SERIES Cyclic IMS
2022|Waters|Aplikace
Application Note Use of Predicted Versus Measured CCS Values from Different Instrument Platforms, and Isomer Separation on the SELECT SERIES Cyclic IMS David Higton, Christian Lanshoeft, Frederic Lozac'h Waters Corporation, Novartis Pharma AG Abstract Biotransformation activities require the comparison of…
Klíčová slova
ims, imscyclic, cyclicselect, selectseries, seriesmetabolites, metabolitesccs, ccsmobility, mobilityisomeric, isomericidentical, identicalvalues, valuesstructural, structuralseparation, separationion, ionhigton, higtonelucidation
Separation of Galactosyl and Glucosylceramide Isomers Using the SELECT SERIES™ Cyclic™ IMS
2022|Waters|Aplikace
Application Note Separation of Galactosyl and Glucosylceramide Isomers Using the SELECT SERIES™ Cyclic™ IMS Giorgis Isaac, Hernando Olivos, Robert S. Plumb Waters Corporation For research use only. Not for use in diagnostic procedures. Abstract Galactosylceramide (GalCer) and glucosylceramide (GlcCer) are…
Klíčová slova
glucosylceramide, glucosylceramidegalactosyl, galactosylcyclic, cyclicims, imsisomers, isomersselect, selectseries, seriesseparation, separationgalcer, galcerglccer, glccerusing, usingmobility, mobilityemploys, employsgalactosylceramide, galactosylceramideion
ADVANTAGES OF HIGH RESOLUTION ION MOBILITY ON THE CYCLIC IMS FOR DESI MASS SPECTROMETRY IMAGING
2021|Waters|Postery
ADVANTAGES OF HIGH RESOLUTION ION MOBILITY ON THE CYCLIC IMS FOR DESI MASS SPECTROMETRY IMAGING 1 Susan Slade, 1Emmanuelle Claude. 1 Waters Corporation, Wilmslow, UK. INTRODUCTION RESULTS TM Desorption DESI is a powerful and sensitive MS ionisation technique for the…
Klíčová slova
desi, desimobility, mobilityimaging, imagingpass, passcyclic, cyclicims, imsion, ionseparation, separationmulti, multiisobaric, isobaricsprayer, sprayerporcine, porcinewhere, wherepasses, passesliver