Essential Lipidomics Experiments Using the LTQ Orbitrap Hybrid Mass Spectrometer

Význam tématu

Lipidomika poskytuje detailní pohled na složení lipidů v biologických systémech. Komplexnost a rozmanitost lipidových tříd vyžaduje vysoce selektivní a přesné analytické techniky. Kombinace vysokého rozlišení a MSn fragmentace umožňuje řešit výzvy spojené s kvantifikací isomerů a rozlišením isobarických molekul.

Cíle a přehled studie / článku

Tato studie hodnotila výkonnost hybridního hmotnostního spektrometru Thermo Scientific LTQ Orbitrap v lipidomických aplikacích zaměřených na:

• kvantifikaci isomerických fosfatidylcholinů (PC) prostřednictvím MS3 fragmentace,
• rozlišení isobarických druhů fosfatidylethanolaminů (PE),
• přiřazení složení a mapování fragmentačních cest různých lipidů.

Použitá instrumentace

Hybridní hmotnostní spektrometr LTQ Orbitrap se dvěma analyzátory (lineární iontová past a Orbitrap) s nanoESI zdrojem NanoMate HD ovládaným softwarem Chipsoft a Xcalibur.

Použitá metodika

• Příprava vzorku: lipidní standardy (Avanti Polar Lipids) v CHCl3/MeOH 1:2 s 5 mM acetátem amonným, koncentrace 1 µM, vortex a centrifugace při 14 000 rpm.
• Podmínky analýzy: negativní ionizační režim, napětí 1,05 kV, tlak plynu 0,1 psi, externí kalibrace.

Hlavní výsledky a diskuse

• MS3 fragmentace umožnila selektivně rozlišit a relativně kvantifikovat isomerické PC (sn-1/sn-2 acyl fragmenty) bez interního standardu.
• Isobarické PE ether/ester druhy lišící se o 0,0575 Da byly rozlišeny při rozlišení ≥30 000 FWHM, stále kompatibilním s chromatografickou separací.
• Přesná hmotnost fragmentů (chyba <3,5 ppm) umožnila jednoznačné přiřazení elementárního složení a mapování fragmentačních mechanismů ceramidů.

Přínosy a praktické využití metody

Tento přístup nabízí vysokou selektivitu a přesnost pro analýzu lipidů v biomedicínském výzkumu, průmyslové QA/QC i systematické lipidomické studie bez potřeby rozsáhlých interních standardů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Zvýšení rychlosti akvizice dat při zachování vysokého rozlišení pro komplexní biologické vzorky.
• Integrace on-line kapalinové chromatografie pro vyšší průtok vzorků a rozšířenou automatizaci.
• Rozvoj databází fragmentačních vzorů a strojového učení pro rychlou a automatizovanou identifikaci lipidů.

Závěr

LTQ Orbitrap poskytuje unikátní kombinaci MSn schopností, vysokého rozlišení a přesnosti hmoty, což umožňuje detailní a kvantitativní analýzu isomerických a isobarických lipidů v komplexních vzorcích.

Reference

• Ekroos K. et al., J. Lipid Res. 2003, 44, 2181-2192.
• Schwudke D. et al., Anal. Chem. 2006, 78, 585-595.
• Ejsing C.S. et al., J. Mass Spectrom. 2006, 41, 372-389.
• Ekroos K. et al., Anal. Chem. 2002, 74, 941-949.