Real Time Lipidomic Profiling Using Desorption Ionization with Ion Mobility MS
Aplikace | 2013 | WatersInstrumentace
Lipidy představují důležitou složku potravin i biologických tkání a jejich složení ovlivňuje jak nutriční vlastnosti, tak fyziologii živého organismu. Změny v lipidových profilech mohou signalizovat kvalitu potravin, zdravotní stav nebo přitomnost patologií. Rychlá a spolehlivá analýza komplexních lipidických vzorků je proto klíčová pro potravinářský průmysl, klinickou diagnostiku i biomedicinský výzkum.
Cílem předkládané studie bylo ověřit možnosti rychlého profilování lipidů za pomoci kombinace desorpční ionizace v reálném čase (DART) a separace na základě iontového mobility (IMS) v systému Waters SYNAPT G2 HDMS. Studie se zaměřila na srovnání lipidových profilů potravinářských olejů (rybí olej, olivový olej) a biologických vzorků (lidský kožení maz).
Pro analýzu nebyla vyžadována chromatografická separace ani příprava vzorků. Vzorky byly naneseny na skleněné kapiláry a vloženy mezi DART zdroj IonSense (IonSense, MA, USA) a hmotnostní spektrometr SYNAPT G2 HDMS (Waters Corporation). Hlavní parametry metody:
DART-IMS-TOF umožnil separaci a detekci lipidů v řádu milisekund bez chromatografických kroků. Klíčové poznatky:
Rychlost: celková analýza do 0,1 minuty bez přípravy vzorku. Univerzálnost: vhodné pro potravinářské, klinické i environmentální vzorky. Detailnost: schopnost rozlišit izobarické sloučeniny bez derivatizace. Možné aplikace:
Integrace s dalšími ambientními technikami ionizace a rozšíření databází driftových časů povede k vyšší míře automatizace a standardizace lipidomického profilování. Kombinace s umělou inteligencí a strojovým učením umožní rychlejší vyhodnocení biomarkerů a prediktivní diagnostiku. Miniaturizace instrumentace by mohla umožnit field deployable sestavy pro on-site analýzu.
Studie prokázala, že spojení desorpční ionizace DART s iontovou mobilitou v systému SYNAPT G2 HDMS nabízí robustní, rychlý a vysoce selektivní přístup k lipidové analýze bez chromatografických kroků. Technologie je perspektivní pro široké uplatnění v potravinářství, medicíně i environmentální chemii.
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, DART
ZaměřeníLipidomika
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Lipidy představují důležitou složku potravin i biologických tkání a jejich složení ovlivňuje jak nutriční vlastnosti, tak fyziologii živého organismu. Změny v lipidových profilech mohou signalizovat kvalitu potravin, zdravotní stav nebo přitomnost patologií. Rychlá a spolehlivá analýza komplexních lipidických vzorků je proto klíčová pro potravinářský průmysl, klinickou diagnostiku i biomedicinský výzkum.
Cíle a přehled studie
Cílem předkládané studie bylo ověřit možnosti rychlého profilování lipidů za pomoci kombinace desorpční ionizace v reálném čase (DART) a separace na základě iontového mobility (IMS) v systému Waters SYNAPT G2 HDMS. Studie se zaměřila na srovnání lipidových profilů potravinářských olejů (rybí olej, olivový olej) a biologických vzorků (lidský kožení maz).
Použitá metodika a instrumentace
Pro analýzu nebyla vyžadována chromatografická separace ani příprava vzorků. Vzorky byly naneseny na skleněné kapiláry a vloženy mezi DART zdroj IonSense (IonSense, MA, USA) a hmotnostní spektrometr SYNAPT G2 HDMS (Waters Corporation). Hlavní parametry metody:
- Ionizace: DART v pozitivním i negativním módu
- Teplota zdroje: 50–450 °C, desolvace 120 °C
- IMS: T-Wave mobility buňka naplněná dusíkem; rychlost vlny 833 m/s, amplituda 40 V
- Záznam spekter: 5–10 s, rozsah m/z 50–1200
- Software: HDMS Compare pro porovnávání driftogramů a cílenou analýzu
Hlavní výsledky a diskuse
DART-IMS-TOF umožnil separaci a detekci lipidů v řádu milisekund bez chromatografických kroků. Klíčové poznatky:
- Iontová mobilita rozlišila isobarické lipidické druhy dle tvaru a velikosti driftovým časem.
- Lipidové profily olivového a rybího oleje se jasně lišily ve zastoupení PUFA, zejména EPA (m/z 301), DHA (m/z 327) a arachidonové kyseliny (m/z 303).
- U kožního mazu bylo možné rychle vizualizovat a porovnat kvantitativní rozdíly ceramidů a mastných kyselin mezi jednotlivými subjekty.
- 3D molekulární mapy (driftový čas – m/z – intenzita) usnadnily identifikaci oblastí se statisticky významnými odchylkami.
Přínosy a praktické využití metody
Rychlost: celková analýza do 0,1 minuty bez přípravy vzorku. Univerzálnost: vhodné pro potravinářské, klinické i environmentální vzorky. Detailnost: schopnost rozlišit izobarické sloučeniny bez derivatizace. Možné aplikace:
- Rychlé screenování kvality potravin a olejů.
- Fenotypická charakterizace lipidických markerů v klinické diagnostice.
- Monitorování biochemických změn v reálném čase.
Budoucí trendy a možnosti využití
Integrace s dalšími ambientními technikami ionizace a rozšíření databází driftových časů povede k vyšší míře automatizace a standardizace lipidomického profilování. Kombinace s umělou inteligencí a strojovým učením umožní rychlejší vyhodnocení biomarkerů a prediktivní diagnostiku. Miniaturizace instrumentace by mohla umožnit field deployable sestavy pro on-site analýzu.
Závěr
Studie prokázala, že spojení desorpční ionizace DART s iontovou mobilitou v systému SYNAPT G2 HDMS nabízí robustní, rychlý a vysoce selektivní přístup k lipidové analýze bez chromatografických kroků. Technologie je perspektivní pro široké uplatnění v potravinářství, medicíně i environmentální chemii.
Reference
- Yew JY, Cody RB, Kravitz EA. Cuticular hydrocarbon analysis of an awake behaving fly using direct analysis in real-time time-of-flight mass spectrometry. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 May 20;105(20):7135-40. Epub 2008 May 12.
- Dear GJ, Munoz-Muriedas J, Beaumont C, Roberts A, Kirk J, Williams JP, Campuzano I. Sites of metabolic substitution: investigating metabolite structures utilising ion mobility and molecular modelling. Rapid Commun Mass Spectrom. 2010 Nov 15;24(21):3157-62.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
APPLICATION NOTEBOOK - MS IMAGING AND AMBIENT IONIZATION-MS FOR METABOLOMICS AND LIPIDOMICS
2016|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTEBOOK ] MS IMAGING AND AMBIENT IONIZATION-MS FOR METABOLOMICS AND LIPIDOMICS 1 This notebook is an excerpt from the larger Waters’ Application Notebook on Metabolomics and Lipidomics #720005245EN TABLE OF CONTENTS 3 Introduction 4 Biomarker Discovery Directly from…
Klíčová slova
imaging, imagingtissue, tissuemaldi, maldidesi, desihdi, hdimobility, mobilitysection, sectiondefinition, definitionion, ionhdms, hdmsbiomarker, biomarkerimage, imagedesorption, desorptionxenograph, xenographionization
A Multidimensional Lipidomics Method: HILIC Coupled with Ion Mobility Enabled Time-of-Flight Mass Spectrometry
2014|Waters|Aplikace
A Multidimensional Lipidomics Method: HILIC Coupled with Ion Mobility Enabled Time-of-Flight Mass Spectrometry Giuseppe Astarita,1 Jeremy Netto,2 Giorgis Isaac,1 Marc V. Gorenstein,1 Mark Ritchie,2 James Langridge3 1 Waters Corporation, Milford, MA, USA 2 Waters Pacific, Singapore 3 Waters Corporation, Manchester,…
Klíčová slova
avanti, avantilipids, lipidsneg, negpolar, polarlipid, lipidmobility, mobilitypos, poslipidome, lipidomedrift, drifttransomics, transomicshdms, hdmsion, ionuplc, uplchilic, hilicseparation
APPLICATION NOTEBOOK - UNTARGETED METABOLOMICS AND LIPIDOMICS
2016|Waters|Příručky
[ APPLICATION NOTEBOOK ] UNTARGETED METABOLOMICS AND LIPIDOMICS 1 1 This notebook is an excerpt from the larger Waters’ Application Notebook on Metabolomics and Lipidomics #720005245EN TABLE OF CONTENTS 3 Introduction 4 Development of a Metabolomic Assay for the Analysis…
Klíčová slova
neg, negpos, posacid, acidaminoacid, aminoaciduplc, uplcbasmati, basmatitransomics, transomicsbasic, basiclipids, lipidsmobility, mobilitylipid, lipidinformatics, informaticsprogenesis, progenesisnucleoside, nucleosidemetabolomics
APPLICATION NOTEBOOK - STRUCTURAL ELUCIDATION
2015|Waters|Příručky
[ APPLICATION NOTEBOOK ] STRUCTURAL ELUCIDATION 1 This notebook is an excerpt from the larger Waters’ Application Notebook on Metabolomics and Lipidomics #720005245EN TABLE OF CONTENTS 3 Introduction 4 Traditional Herbal Medicine Structural Elucidation using SYNAPT HDMS with Time-Aligned Parallel…
Klíčová slova
mobility, mobilityorientin, orientinhdms, hdmsccs, ccswave, waveims, imsflavonoids, flavonoidsion, ionstructural, structuralelucidation, elucidationherbal, herbalsynapt, synaptisoorientin, isoorientinions, ionstof