High-resolution Quantitative Metabolomics with biocrates’ AbsoluteIDQ® p400 HR kit on Thermo Scientific Orbitrap Exploris Hybrid Mass Spectrometry Platforms

Význam tématu

Metabolomika umožňuje komplexní analýzu malých biologicky aktivních molekul a lipidů, které odrážejí aktuální stav buněčných a fyziologických procesů. Standardizace analytických protokolů je klíčová pro srovnatelné a reprodukovatelné výsledky napříč laboratořemi a platformami masové spektrometrie.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo adaptovat a validovat komerční biocrates AbsoluteIDQ® p400 HR kit na platformách Thermo Scientific Orbitrap Exploris (OE) 120, 240 a 480. Studie hodnotila přesnost, reprodukovatelnost, detekovatelnost a pokrytí metabolitů v lidské plazmě (muži, ženy) a v referenčním materiálu NIST SRM 1950.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci malých molekul a lipidů bylo použito kapalinové chromatografie (LC) a přímé injekce (FIA) na systému Thermo Vanquish UHPLC spojeném s masovým spektrometrem Orbitrap Exploris.
ul

Chromatografie (LC-MS): režimy Full Scan a plánovaný PRM.

FIA-MS: režim Full Scan pro lipidy.

Software: WebIDQ pro zpracování dat, následná analýza v Excel a R.

Hlavní výsledky a diskuse

Reprodukovatelnost:
ul

Intra-instrumentální CV: 9,3 % (OE120, OE240), 7,6 % (OE480).

Inter-instrumentální CV: medián 9,7 %, průměrné CV <15 %.

Detekovatelnost:
ul

Muži a ženy: v průměru 230–250 metabolitů nad limitem detekce.

NIST SRM 1950: 209 metabolitů (OE120/240), 224 metabolitů (OE480).

Přesnost:
ul

Porovnání s referenčními hodnotami NIST SRM 1950: průměrná odchylka <6 %.

Korelace mezi platformami byla vynikající, což dokládá spolehlivost metody při přípravě a analýze vzorků v různých laboratořích.

Přínosy a praktické využití metody

ul

Standardizovaný postup pro měření 43 malých molekul a 365 lipidů.

Vysoká přesnost a reprodukovatelnost výsledků.

Konzistence dat napříč různými orbitrapovými přístroji.

Využití v klinických a výzkumných studiích ke kvantifikaci metabolitů v lidské plazmě.

Budoucí trendy a možnosti využití

Možné směry rozvoje zahrnují:
ul

Integraci s dalšími „omics“ platformami pro holistický přístup k analýze biologických systémů.

Automatizaci přípravy vzorků pro vysokokapacitní analýzy.

Rozšíření panelu analyzovaných látek o nové biomarkery patologií.

Implementaci umělé inteligence a strojového učení při vyhodnocování rozsáhlých datasetů.

Závěr

Adaptace AbsoluteIDQ® p400 HR kitu na Orbitrap Exploris série 120, 240 a 480 přinesla robustní, vysoce reprodukovatelnou a standardizovanou metodu pro cílenou metabolomiku. Metodika je vhodná pro klinické i výzkumné aplikace vyžadující spolehlivou kvantifikaci malých molekul a lipidů.

Reference

ul

Phinney KW, et al. Development of a Standard Reference Material for metabolomics research. Anal Chem. 2013 Dec 17;85(24):11732–11738.

Thompson JW, et al. International Ring Trial of a High Resolution Targeted Metabolomics and Lipidomics Platform for Serum and Plasma Analysis. Anal Chem. 2019 Nov 19;91(22):14407–14416.