An improved method for galactosyl oligosaccharide characterization
Aplikace | 2021 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Galaktosyl-oligosacharidy (GOS) patří mezi významné prebiotika, která stimulují růst prospěšných bakterií ve střevech a přispívají k trávení a imunitnímu zdraví. Detailní charakterizace složení a struktury GOS je klíčová pro porozumění jejich biologické účinnosti a optimalizaci výroby ve farmaceutickém i potravinářském průmyslu.
Cílem publikované Application Note bylo vyvinout a demonstrovat vysoce efektivní metodu pro separaci a identifikaci GOS pomocí kombinace HPAE-PAD a vysoko-výkonného Orbitrapového hmotnostního analyzátoru. Studie představuje nový analytický protokol, který zjednodušuje stanovení stupně polymerace (DP) a zvyšuje rozlišení jednotlivých oligosacharidů.
Separační metoda využívá vysokotlakou aniontovou chromatografii s pulzním amperometrickým detektorem (HPAE-PAD) na kolonu Thermo Scientific Dionex CarboPac PA300-4µm (2×250 mm). Pro detekci intactních GOS slouží paralelně PAD a Orbitrapová hmotová spektrometrie (Q Exactive) v negativním ionizačním režimu. Mezi klíčové prvky patří:
Optimalizovaný gradient (0–50 mM NaOH a 0–70 mM NaOAc) umožnil rozlišení 28 GOS frakcí s DP2–DP6. Desalter Dionex ERD 500 reprodukovatelně odstranil >99,5 % sodných iontů bez významné ztráty rozlišení (průměrná změna 14,5 %). Orbitrap provedl přesné měření hmotností s chybou <1,7 ppm a MS2 fragmentace poskytla typické glykozidické a cross-ring fragmenty pro potvrzení DP.
Vývoj podobných HPAE-PAD/MS metod lze rozšířit na další komplexní oligosacharidy, např. fukto- nebo mananooligosacharidy. Dalšími kroky jsou automatizace datové analýzy glykoformů, aplikace vyšších rozlišení Orbitrapů a studium strukturálně relačních vazeb v komplexních matricích potravin a biologických vzorcích.
Navržená HPAE-PAD/MS metoda s Dionex CarboPac PA300 a ERD 500 desalterem poskytuje robustní, vysoce rozlišenou a citlivou analýzu GOS. Precizní měření hmotností, reprodukovatelné odstranění sodíku a eliminace derivatizačních kroků zefektivňují charakterizaci prebiotik a usnadňují jejich implementaci ve výzkumu a průmyslu.
Iontová chromatografie
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Galaktosyl-oligosacharidy (GOS) patří mezi významné prebiotika, která stimulují růst prospěšných bakterií ve střevech a přispívají k trávení a imunitnímu zdraví. Detailní charakterizace složení a struktury GOS je klíčová pro porozumění jejich biologické účinnosti a optimalizaci výroby ve farmaceutickém i potravinářském průmyslu.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem publikované Application Note bylo vyvinout a demonstrovat vysoce efektivní metodu pro separaci a identifikaci GOS pomocí kombinace HPAE-PAD a vysoko-výkonného Orbitrapového hmotnostního analyzátoru. Studie představuje nový analytický protokol, který zjednodušuje stanovení stupně polymerace (DP) a zvyšuje rozlišení jednotlivých oligosacharidů.
Použitá metodika a instrumentace
Separační metoda využívá vysokotlakou aniontovou chromatografii s pulzním amperometrickým detektorem (HPAE-PAD) na kolonu Thermo Scientific Dionex CarboPac PA300-4µm (2×250 mm). Pro detekci intactních GOS slouží paralelně PAD a Orbitrapová hmotová spektrometrie (Q Exactive) v negativním ionizačním režimu. Mezi klíčové prvky patří:
- Ion chromatografický systém Dionex ICS-5000+ (nebo ICS-6000) s DP duálním čerpadlem a DC detekčním modulem
- Autosampler Thermo Scientific Dionex AS-AP s ochlazovanou zásobníkovou policí
- Desaltační jednotka Dionex ERD 500 pro výměnu Na+ za H+ před MS
- Dionex CarboPac PA300 2×50 mm guard kolona
- Orbitrapový hmotový spektrometr Q Exactive v negativním režimu
- Software Xcalibur, Chromeleon CDS a Simglycan pro zpracování dat
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizovaný gradient (0–50 mM NaOH a 0–70 mM NaOAc) umožnil rozlišení 28 GOS frakcí s DP2–DP6. Desalter Dionex ERD 500 reprodukovatelně odstranil >99,5 % sodných iontů bez významné ztráty rozlišení (průměrná změna 14,5 %). Orbitrap provedl přesné měření hmotností s chybou <1,7 ppm a MS2 fragmentace poskytla typické glykozidické a cross-ring fragmenty pro potvrzení DP.
Přínosy a praktické využití metody
- Možnost přímé analýzy GOS bez derivatizace
- Vysoce rozlišená separace i nejhojnějších disacharidů
- Integrované DP stanovení v jednom běhu chromatografie
- Minimalizace frakční kolekce a dodatečné manipulace
Budoucí trendy a možnosti využití
Vývoj podobných HPAE-PAD/MS metod lze rozšířit na další komplexní oligosacharidy, např. fukto- nebo mananooligosacharidy. Dalšími kroky jsou automatizace datové analýzy glykoformů, aplikace vyšších rozlišení Orbitrapů a studium strukturálně relačních vazeb v komplexních matricích potravin a biologických vzorcích.
Závěr
Navržená HPAE-PAD/MS metoda s Dionex CarboPac PA300 a ERD 500 desalterem poskytuje robustní, vysoce rozlišenou a citlivou analýzu GOS. Precizní měření hmotností, reprodukovatelné odstranění sodíku a eliminace derivatizačních kroků zefektivňují charakterizaci prebiotik a usnadňují jejich implementaci ve výzkumu a průmyslu.
Reference
- Macfarlane G., Steed H., Macfarlane S. Bacterial metabolism and health-related effects of galacto-oligosaccharides and other prebiotics. J Appl Microbiol. 2008;104:305–344.
- Gibson GR, Roberfroid MB. Dietary modulation of human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics. J Nutr. 1995;125:1401–1412.
- Ganzle MG. Enzymatic synthesis of galactooligosaccharides and other lactose derivatives (hetero-oligosaccharides) from lactose. Int Dairy J. 2012;22:116–122.
- Cardelle-Cobas A., Villamiel M., Olano A., Corzo N. Study of galactooligosaccharide formation from lactose using pectinex-Ultra SP-L. J Sci Food Agric. 2008;88:954–961.
- Hernández-Hernández O., Calvillo I., Lebrón-Aguilar R., Moreno FJ, Sanz ML. Hydrophilic interaction LC–MS for characterization of prebiotic GOS. J Chromatogr A. 2012;1220:57–67.
- Rohrer JS, Basumallick L, Hurum D. HPAE-PAD for carbohydrate analysis of glycoproteins. Biochemistry (Moscow). 2013;78:697–709.
- Rohrer JS. High-Performance Anion Exchange Chromatography with PAD for determination of oligosaccharides. ACS Symposium Series 849. 2003;16–31.
- Thermo Fisher Scientific Application Note AN71993. Profiling GOS by HPAE-PAD. 2020.
- Coulier L. et al. In-depth characterization of prebiotic GOS by a combination of analytical techniques. J Agric Food Chem. 2009;57(18):8488–8495.
- Thermo Fisher Scientific Technical Note TN71. Eluent Preparation for HPAE-PAD. 2020.
- Thermo Fisher Scientific Technical Note TN72478. Instrument configuration for HPAE-PAD/MS. 2020.
- Thermo Fisher Scientific. Dionex ERD 500 Product Manual, Document 031761-05. 2015.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Structural characterization of mucin O-linked glycans using a novel anion exchange column in HPAE-PAD-MS
2021|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 74042 Structural characterization of mucin O-linked glycans using a novel anion exchange column in HPAE-PAD-MS Authors: Tian Tian, Neil Rumachik, Yuanxue Hou, Jun Cheng, Charanjit Saini, Yan Liu, Chris Pohl Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale CA Keywords: Glycosylation, O-glycans,…
Klíčová slova
glycans, glycansglycan, glycanelectrode, electrodemucin, mucinpdh, pdhpad, padoff, offgal, galdionex, dionexreference, referenceeluent, eluentneutral, neutraldesalter, desalterporcine, porcinegastric
O-glycan profiling using HPAE-PAD hyphenated with a high-resolution accurate mass (HRAM) mass spectrometer
2021|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 000068 O-glycan profiling using HPAE-PAD hyphenated with a high-resolution accurate mass (HRAM) mass spectrometer Authors: Manali Aggrawal, Sachin Patil, and Jeffrey Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, United States Keywords: Dionex ICS-5000+, Dionex ICS-6000, Dionex CarboPac PA300 column,…
Klíčová slova
glycan, glycanglycans, glycansmucin, mucinpad, padhpae, hpaebovine, bovinelinked, linkedstructures, structureseluent, eluentdionex, dionexdesalter, desaltermass, massglycoproteins, glycoproteinsabundance, abundancesialylated
O-glycan profiling using HPAE-PAD hyphenated with a high-resolution accurate mass (HRAM) mass spectrometer
2021|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 000068 O-glycan profiling using HPAE-PAD hyphenated with a high-resolution accurate mass (HRAM) mass spectrometer Authors: Manali Aggrawal, Sachin Patil, and Jeffrey Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, United States Keywords: Dionex ICS-5000+, Dionex ICS-6000, Dionex CarboPac PA300 column,…
Klíčová slova
glycan, glycanglycans, glycansmucin, mucinpad, padhpae, hpaebovine, bovinelinked, linkedstructures, structureseluent, eluentdionex, dionexdesalter, desaltermass, massglycoproteins, glycoproteinsabundance, abundancesialylated
Improved profiling of sialylated N-linked glycans by ion chromatography-Orbitrap mass spectrometry
2019|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 73063 Improved profiling of sialylated N-linked glycans by ion chromatography-Orbitrap mass spectrometry Authors Sachin Patil and Jeff Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA Keywords HPAE-PAD, glycoprotein, sialylated glycans, Q Exactive, HPAE-MS, HRAM, CarboPac PA200 column Goal To describe…
Klíčová slova
glycan, glycanglycans, glycanshpae, hpaexcalibur, xcaliburpad, padsialylated, sialylatedthermo, thermoorbitrap, orbitrapscientific, scientificelution, elutionresolution, resolutionlinked, linkedconditions, conditionsexactive, exactivesodium