Identification of Double Bond Positions in Ceramides from the Stratum Corneum Using OAD TOF System

Význam tématu

Ceramidy hrají klíčovou roli ve funkci kožní bariéry a udržení vlhkosti pokožky. Jejich vysoká strukturální rozmanitost (více než tisíc izomerů) vyžaduje spolehlivé metody pro lokalizaci dvojných vazeb v mastných kyselinách. Tradiční LC–MS/MS metody s kolizními fragmentacemi (CID) často nedokážou rozlišit pozice C=C vazeb u izomerů. Nová technika oxygen attachment dissociation (OAD) umožňuje tvorbu diagnostických fragmentů, které přesně indikují polohu dvojných vazeb.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo aplikovat OAD-TOF zařízení ve spojení s LC–MS pro selektivní identifikaci polohy dvojných vazeb v ceramidech extrahovaných z lidského stratum corneum. Vzorky SC byly získány metodou tape stripping, obohaceny standardem C18:1 Cer(d18:1/18:1(9Z)) a analyzovány kombinací CID a OAD fragmentace na systému Shimadzu LCMS-9050.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly extrahovány methanolem a následně centrifugovány. Analýza proběhla na systému Shimadzu Nexera X3 se sloupcem Shim-pack Scepter Claris C18-120 (1.9 μm, 2.1×100 mm). Mobilní fáze A: 20 mM amonný formiát, B: ACN/IPA (1:1, v/v), průtok 0.3 mL/min, teplota kolony 50 °C. MS/MS analýzu zajišťoval LCMS-9050 vybavený OAD buňkou, kde mikrovlnou generované O/OH radikály iniciují selektivní dissociaci.

Hlavní výsledky a diskuse

OAD-MS/MS produkovalo charakteristické fragmenty s neutrálními ztrátami odpovídajícími přesnému umístění C=C vazeb. U standardu C18:1 ceramidu byla polohová informace jasnější než při konvenční CID. Aplikace na lidské SC odhalila známé i dosud nezdokumentované ceramidové izomery. Automatizované zpracování dat v MS-DIAL umožnilo identifikovat řadu ceramidů s lokalizovanými dvojitými vazbami.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňuje přímou lokalizaci polohy dvojných vazeb bez nutnosti složitých modifikací chromatografie.
• Rozšiřuje strukturovanou lipidomiku v dermatologickém výzkumu, kosmetice a QA/QC aplikacích.
• Podporuje objevování biomarkerů souvisejících se stavem pokožky.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace OAD-MS/MS s alternativními technikami separace (např. SFC) a vysoce rozlišujícími hmotnostními analyzátory.
• Využití pokročilých databází a strojového učení pro rychlejší zpracování dat.
• Rozšíření aplikace na další třídy nasycených a nenasycených lipidů.

Závěr

OAD-TOF technologie prokázala vysokou účinnost při lokalizaci dvojných vazeb v ceramidech extrahovaných z lidského stratum corneum. Metoda doplňuje standardní CID fragmentaci a otevírá nové možnosti ve strukturální analýze lipidů. Další kombinace s chromatografickými technikami zvýší selektivitu a citlivost identifikace izomerů.