LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Application Note Separation of Pentose Phosphate Pathway, Glycolysis, and Energy Metabolites Using an ACQUITY Premier System With an Atlantis Premier BEH Z-HILIC Column

Aplikace | 2021 | WatersInstrumentace
Spotřební materiál, LC/MS, LC/MS/MS, LC kolony, LC/QQQ
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Waters

Souhrn

Význam tématu


Analýza metabolitů centrálního metabolismu, zejména glykolýzy, pentózového fosfátového cyklu a energetických nukleotidů, je klíčová pro studium buněčného energetického stavu, redoxní homeostázy a patofyziologie řady onemocnění. Tyto látky jsou vysoce polarizované a obsahují fosfátové skupiny, což vede k jejich nepříznivým interakcím s kovovými povrchy v konvenčních kapalinových chromatografických systémech. Výsledkem těchto interakcí jsou roztažené nebo asymetrické chromatografické píky, nízká citlivost a špatná reprodukovatelnost měření.

Cíle a přehled studie


Cílem aplikace bylo vyvinout robustní, cílenou UPLC-MS/MS metodiku pro separaci a kvantifikaci 27 metabolitů glykolýzy, pentózového fosfátového cyklu a energetických nukleotidů v plazmě a tkáňových extraktech. Studie demonstruje využití technologie MaxPeak High Performance Surfaces v kombinaci s novou Atlantis Premier BEH Z-HILIC kolonkou na systému ACQUITY Premier a tandemovým kvadrupólovým hmotovým spektrometrem Xevo TQ-S micro.

Použitá metodika


Pro separaci byl optimalizován pufrovací roztok 15 mM amonného hydrogenuhličitanu pH 9, který poskytl ostré a symetrické píky. Vzorky plazmy, jater a mozku potkanů se připravily srážením v 80 % methanolu, následnou homogenizací a odpařením. Reflux vzorků se rekonstituoval v 50 % acetonitrilu. Chromatografie probíhala na 2,1×100 mm kolonce s částicemi 1,7 µm při teplotě 30 °C, průtoku 0,5 ml/min a injekčním objemu 3 µl. MS/MS detekce využila pozitivní i negativní elektrosprejovou ionizaci s optimalizovanými parametry kapilárního napětí, teploty a toků pomocných plynů.

Použitá instrumentace


  • ULPLC systém ACQUITY Premier s MaxPeak HPS technologií
  • Atlantis Premier BEH Z-HILIC kolonka 1.7 µm, 2.1×100 mm
  • Tandemový kvadrupólový MS Xevo TQ-S micro
  • Software MassLynx v4.2 SCN1017

Hlavní výsledky a diskuse


Optimalizace pH mobilní fáze odhalila významný zlepšený tvar píků pro fosforylované metabolity při pH 9.0, což potvrdily komparativní testy s pH 5.0 a 6.8. Porovnání pufrů amonného acetátu a hydrogenuhličitanu ukázalo, že hydrogenuhličitan zlepšuje rozlišení isobarických párů (ribóza-5-fosfát vs. ribulóza/xylulóza-5-fosfát, 2-PG vs. 3-PG). Zvýšení koncentrace pufru z 5 na 15 mM prodloužilo retenční časy a zároveň optimalizovalo tvar píku. Kalibrační křivky (0.0025–12.5 µM) vykázaly koeficienty determinace 0.990–0.999 a LLOQ 0.0063–1.25 µM. Aplikační testy v potkaních vzorcích prokázaly vysokou citlivost a reprodukovatelnost, detekci klíčových metabolitů v plazmě, játrech i mozku.

Přínosy a praktické využití metody


  • Ostré a symetrické chromatografické píky pro 27 polarizovaných metabolitů
  • Vysoká citlivost a nízké hraniční koncentrace detekce
  • Spolehlivé rozlišení isobarů
  • Robustnost vůči kovovým povrchovým interakcím díky MaxPeak HPS technologii

Budoucí trendy a možnosti využití


Metoda je perspektivní pro rozšíření v oblasti cíleného metabolomického profilu, včetně sekundární metabolismu a aplikace na různé biologické matice. Další vývoj může zahrnovat integraci s jinými chromatografickými režimy, vysokorychlostní kinetiku XIC analýzy a automatizaci přípravy vzorků.

Závěr


Vyvinutá UPLC-MS/MS metoda na systému ACQUITY Premier s Atlantis Premier BEH Z-HILIC kolonou představuje vysoce citlivý a reprodukovatelný postup pro analýzu centrálních metabolit. Stabilita kolony při pH 9.0 a redukce interakcí s kovovými povrchy přispívají k vynikajícímu chromatografickému výkonu, což podpoří aplikace v metabolomice a biochemickém výzkumu.

Reference


  1. Murray RK, Bender DA, Botham KM, Kennelly PJ, Rodwell VW, Weil PA. Harper's Illustrated Biochemistry. 28th ed. McGraw-Hill; 2009.
  2. Ge T, Yang J, Zhou S, Wang Y, Li Y, Tong X. The Role of the Pentose Phosphate Pathway in Diabetes and Cancer. Frontiers in Endocrinology. 2020;11:365.
  3. Walter TH et al. Introducing Atlantis BEH Z-HILIC: A Zwitterionic Stationary Phase Based on Hybrid Organic/Inorganic Particles. Waters Application Note 720007311EN; 2021.
  4. Lauber M et al. Low Adsorption HPLC Columns Based on MaxPeak High Performance Surfaces. Waters White Paper 720006930EN; 2020.
  5. Want EJ et al. Global Metabolomic Profiling of Animal and Human Tissues via UPLC-MS. Anal Biochem. 2013;8:17–32.
  6. Bajad SU et al. Separation and Quantitation of Water Soluble Cellular Metabolites by HILIC–MS/MS. J Chromatogr A. 2010;1125:76–88.
  7. Teleki A, Sánchez-Kopper A, Takors R. Alkaline Conditions in HILIC for Metabolite Quantification. Anal Biochem. 2015;475:4–13.
  8. Zhang T et al. Evaluation of HILIC with Orbitrap MS for Metabolomic Studies of Human Urine. Anal Chem. 2012;84:1994–2001.
  9. Zhang R et al. Evaluation of Mobile Phase Characteristics on Zwitterionic Columns for Untargeted Metabolite Profiling. J Chromatogr A. 2014;1362:168–179.
  10. DeLano M et al. Using MaxPeak HPS to Mitigate Analyte Interactions With Metal Surfaces in UHPLC. Anal Chem. 2021;93(14):5773–5781.
  11. Walter TH et al. Low Adsorption UPLC Systems and Columns Based on MaxPeak HPS: The ACQUITY Premier Solution. Waters White Paper 720007128EN; 2021.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
MaxPeak Premier Columns - Small Molecule Application Notebook
MaxPeak Premier Columns Small Molecule Application Notebook CONTENTS Introduction Non-Specific Adsorption: Unwanted Interactions................................................................................... 3 How Do Scientists Solve This Problem Today?......................................................................................... 4 Precision Chemistry for Particles and Surfaces........................................................................................ 5 Fundamentals Waters™ Premier Standards to Investigate the Inertness of Chromatographic Systems....................................................................................................................................7…
Klíčová slova
maxpeak, maxpeakpremier, premierfundamentals, fundamentalshps, hpsnotebook, notebookacquity, acquitycolumns, columnssurfaces, surfacesmetabolomics, metabolomicsmetal, metalpharmaceutical, pharmaceuticalapplications, applicationsread, readapplication, applicationtechnology
Evaluation of Highly Stable Zwitterionic HILIC Columns  Based on Hybrid Organic/Inorganic Particles
Evaluation of Highly Stable Zwitterionic HILIC Columns Based on Hybrid Organic/Inorganic Particles Jonathan E. Turner, Kerri Smith, Bonnie A. Alden, Kenneth Berthelette, Amit Patel, Jessica Field, Nicole Lawrence, Thomas H. Walter Waters Corp., Milford, MA Introduction • To address these…
Klíčová slova
dinucleotide, dinucleotideadenine, adeninesulfobetaine, sulfobetaineatlantis, atlantishilic, hilicbeh, behdihydronicotinamide, dihydronicotinamideguanosine, guanosinezwitterionic, zwitterionicadenosine, adenosinebatch, batchtriphosphate, triphosphatediphosphate, diphosphatepremier, premiermonophosphate
Improved Separation of RNA Nucleotides,  Nucleosides, and Nucleobases on Atlantis  Premier BEH Z-HILIC Columns
Application Note Improved Separation of RNA Nucleotides, Nucleosides, and Nucleobases on Atlantis Premier BEH Z-HILIC Columns Kenneth D. Berthelette, Steve Shiner, Thomas H. Walter, Jennifer M. Nguyen, Jonathan E. Turner Waters Corporation Abstract The use of novel HILIC stationary phases…
Klíčová slova
hilic, hilicbeh, behpremier, premiernucleotides, nucleotidesmaxpeak, maxpeakstationary, stationaryatlantis, atlantisnucleosides, nucleosideshps, hpshardware, hardwarerna, rnaphases, phasescritical, criticalsurfaces, surfacesquarternary
Atlantis Premier BEH Z-HILIC Columns - Care and Use Manual
[ CARE AND USE MANUAL ] Atlantis Premier BEH Z-HILIC Columns CONTENTS I. INTRODUCTION II. GETTING STARTED a. eCord Installation b. Column Installation c. Column Equilibration d. Initial Column Efficiency Determination III. IV. V. COLUMN USE a. Sample Preparation b.…
Klíčová slova
atlantis, atlantisbeh, behpremier, premierecord, ecordhilic, hiliccolumn, columnvolatile, volatileyes, yescare, carechip, chipammonium, ammoniummanual, manualcolumns, columnsintelligent, intelligentuse
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.