Oxygen Attachment Dissociation MS/MS for Differentiation between Cis and Trans Fatty Acids

Význam tématu

Analýza poloh a konfigurací dvojných vazeb v mastných kyselinách je klíčová pro lipidomiku, potravinářský výzkum, biochemii a diagnostické aplikace. Rozlišení cis/trans izomerů a přesné určení polohy C=C může odhalit biologické funkce lipidů a jejich vliv na zdraví či kvalitu potravin.

Cíle a přehled studie

Autoři představují nové hmotnostně spektrometrické techniky HAD-MS/MS (Hydrogen Attachment/Abstraction Dissociation) a OAD-MS/MS (Oxygen Attachment Dissociation) určené pro detailní strukturální charakterizaci dvojné vazby mastných kyselin. Studie demonstruje schopnost těchto metod odlišit polohu dvojné vazby i konfiguraci cis/trans v komplexních lipidických vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

• HAD-MS/MS: generace radikálů H• vedením H₂ plynu přes rozžhavenou wolframovou kapiláru v iontovém pastu; fragmentace v akylových řetězcích.
• OAD-MS/MS: ionizované molekuly reagují s O radikály získanými mikrovlnným výbojem vodní páry; oxidační štěpení přímo vedle C=C vazeb.
• LC-ESI-MS: kapalinová chromatografie spojená s elektrosprchovou ionizací pro separaci lipidů.
• MALDI-IT-TOF-MS (prototype): hmotnostní analýza s matricí pro rychlé screenování modelových fosfolipidů.

Hlavní výsledky a diskuse

• OAD-MS/MS produkuje specifické fragmenty s rozdílem hmotnosti 12 Da (Δ12) a 14 Da (Δ14), umožňující lokalizaci dvojné vazby v acylových řetězcích.
• HAD-MS/MS doplňuje údaje o polohách C=C a napojení na glycerolový skelet (sn-pozice) prostřednictvím série fragmentů posunutých o 14 Da.
• Intenzita neštěpeného oxidovaného iontu [M+H+O]+ se ukázala jako spolehlivý marker pro rozlišení cis vs. trans izomerů – trans izomery vykazují přibližně dvojnásobnou intenzitu oproti cis formám.
• Metoda byla úspěšně aplikována na směsi osmi standardních fosfolipidů v LC-OAD-MS/MS režimu s cyklem 1 s, umožňujícím rychlou identifikaci polohy dvojné vazby ve složitých vzorcích.

Přínosy a praktické využití metody

OAD-MS/MS a HAD-MS/MS nabízejí cílenou fragmentaci dvojné vazby bez nutnosti derivatizace či náročných chemických reakcí. Metody podporují rychlou a vysoce citlivou analýzu lipidových izomerů v biologických vzorcích, potravinách či biotechnologických produktech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se integrace OAD/HAD sekvencí do vysoce výkonných lipidomických platforem, rozšíření na jiné třídy lipidů a kombinace s iontovou mobilitou pro separaci izomerů. Dále se otevírá prostor pro kvantitativní aplikace v klinickém výzkumu a vývoji farmaceutik.

Závěr

Predstavované MS/MS techniky výrazně rozšiřují možnosti strukturální analýzy mastných kyselin. Přesná lokalizace polohy a konfigurace dvojných vazeb bez derivatizace nabízí efektivní nástroj pro pokročilou lipidovou analýzu.

Reference

• Takahashi H., Shimabukuro Y., Asakawa D. et al. Hydrogen Attachment/Abstraction Dissociation MS/MS for C=C Position and sn-Position Analysis. Anal. Chem. 2016, 88, 3810-3818.
• Takahashi H., Yamauchi S., Iwamoto S. et al. Oxygen Attachment Dissociation MS/MS for Double Bond Assignment in Lipidomics. Anal. Chem. 2018, 56, 7230-7238.