Separation of Galactosyl and Glucosylceramide Isomers Using the SELECT SERIES™ Cyclic™ IMS

Význam tématu

Galaktosylceramid (GalCer) a glukosylceramid (GlcCer) představují epimery lišící se pouze konfigurací hydroxylové skupiny na C-4. Tyto lipidy hrají klíčové role v buněčném signalizačním procesu, metabolismu a patofyziologii onemocnění, včetně neurodegenerativních onemocnění. Přesná identifikace a separace těchto isomerů je klíčová pro pochopení jejich biologických funkcí a vzájemného působení.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem publikované zprávy bylo demonstrovat schopnost systému SELECT SERIES Cyclic IMS úplně oddělit GalCer a GlcCer pomocí vícenásobných průchodů v iontové mobilitě. Studie sledovala počet průchodů, který je nezbytný pro dosažení baseline separation obou isomerů.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci byl použit systém SELECT SERIES Cyclic IMS spojený s ESI zdrojem v negativním ionizačním módu a detekcí pomocí MS. Ionty deprotonovaných ceramidů (m/z 726,54) byly selektovány kvadrupólem a přiváděny do cyklické IMS buňky.

• MS systém: SELECT SERIES Cyclic IMS
• Ionizační režim: Electrospray Negative Ion
• Rozsah akvizice: 50–800 m/z
• Průtok vzorku: 5 µL/min
• Vícenásobné průchody IMS: 1, 5, 10, 20

Hlavní výsledky a diskuse

Při jednom průchodu (rozlišení ~65 Ω/ΔΩ) nebyla separace patrná. S pěti průchody (145 Ω/ΔΩ) došlo k částečnému oddělení. Deset průchodů (205 Ω/ΔΩ) přineslo ~15% údolí mezi signály. Teprve dvacet průchodů (290 Ω/ΔΩ) umožnilo baseline separation GalCer (arrival time 210,53 ms) a GlcCer (214,49 ms). Oddělení prokázalo schopnost metody odhalit i nízké molekulární nečistoty.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Kompletní separaci strukturálně velmi podobných lipidových isomerů
• Schopnost kvantifikovat a detekovat stereochemické nečistoty
• Bleskurychlou analýzu v řádu milisekund

Budoucí trendy a možnosti využití

Vícenásobné průchody v cyklické iontové mobilitě otvírají cestu k aplikacím v lipidomice, analytice komplexních biologických vzorků a QA/QC průmyslových procesů. Očekává se rozšíření do analýzy dalších isomerických lipidů, polymorfních biologických molekul a pokročilé charakterizace proteinů a peptidů.

Závěr

Vícenásobná cyklická iontová mobilita v systému SELECT SERIES Cyclic IMS umožňuje škálovat rozlišení pro náročné analytické úlohy. GalCer a GlcCer byly od sebe úspěšně odděleny baseline separation po 20 průchodech (290 Ω/ΔΩ), což potvrzuje potenciál metody pro detailní charakterizaci isomerů a detekci stereochemických nečistot.

Reference

1. Stace CL, Ktistakis NT. Phosphatidic Acid- and Phosphatidylserine-Binding Proteins. Biochim Biophys Acta 2006;1761:913–926.
2. Han X. Lipidomics for Studying Metabolism. Nat Rev Endocrinol 2016;12:668–679.
3. Reza S, Ugorski M, Suchanski J. Glucosylceramide and Galactosylceramide, Small Glycosphingolipids with Significant Impact on Health and Disease. Glycobiology 2021;31:1416–1434.