Improving sensitivity for the quantification of TCA cycle analytes in human plasma by the ACQUITY™ Premier system solution

Význam tématu

Metabolity cyklu kyseliny citronové (TCA) hrají klíčovou roli v energetickém metabolismu a buněčné homeostáze. Jejich kvantifikace v lidské plazmě přináší cenné informace o fyziologickém stavu a patologiích, například v onkologii či metabolických poruchách.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo zvýšit citlivost a zlepšit tvar chromatografických píků pro analyty TCA cyklu v plazmě pomocí řešení ACQUITY™ Premier System s technologií MaxPeak High Performance Surfaces (HPS) a jednoduché smíšené módy aniontově-výměnné chromatografie.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky plazmy byly extrahovány studeným metanolem, vysušeny a rekonstituovány vodou s interními standardy. Analýza probíhala na LC-MS/MS:

• LC systém: ACQUITY™ Premier LC
• Kolona: Premier CSH™ Phenyl-Hexyl (1,7 µm, 2,1 × 100 mm)
• Mobilní fáze A: 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě; B: 0,1 % kyselina mravenčí v acetonitrilu
• Teplota kolony 50 °C, objem injekce 3 µl, flow 0,5 ml/min
• MS detektor: XEVO TQ-Smicro, ESI v negativním režimu
• Interní standardy: stabilně izotopově označené sloučeniny

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace MaxPeak HPS výrazně zvýšila plošný signál pro citrátní a izocitrátové kyseliny (přes 100×) a snížila fronting malátu. Nové kolony dosahovaly konzistentních píků už od první injekce bez předchozí pasivace. Kalibrační křivky vykázaly vynikající linearitu (r2 nad 0,994) v rozsahu 0,033–167 µM. Vzorky zdravých dárců a pacientek s karcinomem prsu se lišily koncentracemi klíčových metabolitů, což dokládá přínos metody pro biomedicínské aplikace.

Přínosy a praktické využití metody

Nové řešení umožňuje:

• Eliminovat sekundární interakce s kovovými povrchy
• Zvýšit analytickou citlivost bez chelátorů nebo silných kyselin v mobilní fázi
• Zkrátit dobu přípravy systému, zvýšit reprodukovatelnost a robustnost
• Rychle adaptovat smíšenou módu chromatografie pro další biofluidní matice

Budoucí trendy a možnosti využití

Systém ACQUITY™ Premier s MaxPeak HPS otevírá cestu k:

• Rozšíření na další metabolické dráhy a biomarkery
• Klinickému monitorování pacientů a personalizované medicíně
• Integraci do širších metabolomických studií a automatizovaných platforem
• Vývoji nových kolon a povrchových úprav pro citlivější analýzu

Závěr

Použití ACQUITY™ Premier System Solution s technologií MaxPeak HPS a smíšenou aniontovou chromatografií významně zlepšilo citlivost, tvar píků a reprodukovatelnost stanovení metabolitů TCA cyklu v lidské plazmě bez nutnosti časově náročné pasivace nebo agresivních přísad.

Reference

1. Murray RK et al. Harper's Illustrated Biochemistry, 28th ed. New York: McGraw-Hill, 2009.
2. Martínez-Reyes I, Chandel NS. Nat Commun. 2020;11(1).
3. Siegel D et al. J Chromatogr B Anal Technol Biomed Life Sci. 2014;966:21-33.
4. Gil A et al. Electrophoresis. 2015;36(18):2156-2169.
5. Abrahamson HB et al. Inorg Chim Acta. 1994;226(1-2):117-127.
6. Sakamaki H et al. J Chromatogr A. 2015;1381:125-131.
7. Siegel D et al. J Chromatogr A. 2013;1294:87-97.
8. Roberts D et al. J Chromatogr. 1989;471:437-441.
9. Hsiao JJ et al. Anal Chem. 2018;90(15):9457-9464.
10. Myint K et al. Anal Chem. 2009;81:7766-7772.
11. Lauber M et al. Waters White Paper 720006930EN. 2020.