Development and implementation of a comprehensive fecal metabolites LC-MS library for dietary intervention studies using the Thermo Scientific Stellar mass spectrometer
Aplikace | 2024 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Analýza střevních metabolitů hraje klíčovou roli při porozumění interakcím mezi stravou, střevní mikroflórou a zdravím organismu. Vysokokapacitní a vysoce citlivé kvantitativní metody LC-MS umožňují sledovat změny metabolitů při různých stravovacích intervencích, urychlují identifikaci biomarkerů a posilují translaci poznatků z preklinického výzkumu do klinické praxe.
Studie si klade za cíl demonstrovat možnosti nového hmotového spektrometru Stellar při tvorbě rozsáhlé LC-MS knihovny střevních metabolitů a její implementaci pro kvantitativní analýzu ve vysoké propustnosti. Konkrétně autoři:
Vzorky: Stolice myší po 29denních dietních intervencích (standardní, nasycené a mononenasycené tuky). Extrakce 80 % methanolem. Kalibrace na 0 až 20 mikromolárních ředěních.
Chromatografie:
Hmotová spektrometrie:
Zavedené metody dosáhly velmi nízké meze kvantifikace (femtomolární hladiny) a lineárního rozsahu až 5 řádů. Analýzy ukázaly:
Díky vysoké citlivosti a selektivitě umožňuje Stellar MS rychlou a robustní kvantifikaci stovek metabolitů v jednom běhu bez nutnosti opakovaných injekcí. To usnadňuje biomarkerové studie, sledování metabolických změn i rutinní QA/QC v průmyslové a klinické praxi.
Implementace MSn technik v kombinaci s adaptivním řízením retence otevře cestu pro:
Stellar hmotový spektrometr významně posouvá možnosti kvantitativní metabolomiky díky kombinaci rychlosti, citlivosti a selektivity. Vytvořená střevní LC-MS knihovna a popsané pracovní postupy umožňují efektivní vysokopropustné studie dietních vlivů a podporují translaci objevů do klinických a průmyslových aplikací.
LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Analýza střevních metabolitů hraje klíčovou roli při porozumění interakcím mezi stravou, střevní mikroflórou a zdravím organismu. Vysokokapacitní a vysoce citlivé kvantitativní metody LC-MS umožňují sledovat změny metabolitů při různých stravovacích intervencích, urychlují identifikaci biomarkerů a posilují translaci poznatků z preklinického výzkumu do klinické praxe.
Cíle a přehled studie
Studie si klade za cíl demonstrovat možnosti nového hmotového spektrometru Stellar při tvorbě rozsáhlé LC-MS knihovny střevních metabolitů a její implementaci pro kvantitativní analýzu ve vysoké propustnosti. Konkrétně autoři:
- Představili rychlý a intuitivní vývoj metod pomocí rychlého skenování a selektivity přístroje Stellar
- Ověřili analytický výkon (citlivost, přesnost, selektivita) při analýze vzorků moči myší s odlišnými dietami
- Prokázali schopnost vysokopropustné analýzy bez kompromisů na kvalitě dat
- Validovali detekci různých tříd sloučenin včetně koelujících izomerů pomocí MSn fragmentace
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky: Stolice myší po 29denních dietních intervencích (standardní, nasycené a mononenasycené tuky). Extrakce 80 % methanolem. Kalibrace na 0 až 20 mikromolárních ředěních.
Chromatografie:
- UHPLC systém Vanquish Horizon (Thermo Scientific)
- Tři LC kolony: Hypersil GOLD C18 reversed-phase, Accucore Amide HILIC, Acclaim Trinity P2 mixed-mode
- Dlouhé gradienty (15–24 min) a krátké (5–12 min) pro test propustnosti
- Různá mobilní fáze s formiátem/amoniakálními pufry a kyselinou formiovou či octovou
Hmotová spektrometrie:
- Stellar hmotový spektrometr (Thermo Scientific) s kombinací triple kvadrupólu a dvojitě tlakového lineárního iontového pasti
- Režimy: MS1 full-scan s polaritou switching, tMS2 a tMS3 střídavě HCD/CID fragmentace
- Rychlost skenování: až 140 Hz pro MS2, 40 Hz pro MS3
Hlavní výsledky a diskuse
Zavedené metody dosáhly velmi nízké meze kvantifikace (femtomolární hladiny) a lineárního rozsahu až 5 řádů. Analýzy ukázaly:
- Vysokou opakovatelnost retence i intenzity signálu u interních standardů (< 5 % CV)
- Nárůst deoxycholové a muricholové kyseliny ve stolici myší na dietě s nasycenými tuky
- Možnost selektivní kvantifikace koelujících izomerů (např. fenyloctová vs. 4-hydroxypentová kyselina) díky diagnostickým fragmentům v MS2
- Schopnost běhu velmi krátkých gradientů bez ztráty citlivosti
Přínosy a praktické využití metody
Díky vysoké citlivosti a selektivitě umožňuje Stellar MS rychlou a robustní kvantifikaci stovek metabolitů v jednom běhu bez nutnosti opakovaných injekcí. To usnadňuje biomarkerové studie, sledování metabolických změn i rutinní QA/QC v průmyslové a klinické praxi.
Budoucí trendy a možnosti využití
Implementace MSn technik v kombinaci s adaptivním řízením retence otevře cestu pro:
- Rozšíření cílených workflows pro jiné biolátky a matricové typy
- Integraci s umělou inteligencí pro prediktivní optimalizaci metod
- Miniaturizaci a multiplexní formáty pro ještě vyšší propustnost
- Bezproblémové přechody od objevné metabolomiky k validaci biomarkerů
Závěr
Stellar hmotový spektrometr významně posouvá možnosti kvantitativní metabolomiky díky kombinaci rychlosti, citlivosti a selektivity. Vytvořená střevní LC-MS knihovna a popsané pracovní postupy umožňují efektivní vysokopropustné studie dietních vlivů a podporují translaci objevů do klinických a průmyslových aplikací.
Reference
- MetaSci, Inc. Fecal Metabolites Library, part number msifec0001
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
High throughput targeted metabolomics library generation on a novel mass spectrometer applied to microbiome analysis
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
Metabolomics High throughput targeted metabolomics library generation on a novel mass spectrometer applied to microbiome analysis Bashar Amer1, Cristina Jacob1, Rahul Ravi Deshpande1, Reza Jafari2, Thomas Moehring3, and Susan S. Bird1 1Thermo Fisher Scientific, San Jose, California, United States, 2MetaSci,…
Klíčová slova
stellar, stellarfecal, fecalspectrometer, spectrometermetabolomics, metabolomicsfragmentation, fragmentationthroughput, throughputquantitation, quantitationmicrobiome, microbiometargeted, targetedgradients, gradientsmass, massmethods, methodsmice, micehigh, highmetabolites
Simultaneous quantitation and discovery (SQUAD) metabolomics workflow on the orbitrap IQ-X for the analysis of fecal bile acids
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
Metabolomics via SQUAD Simultaneous quantitation and discovery (SQUAD) metabolomics workflow on the orbitrap IQ-X for the analysis of fecal bile acids Allison Stewart1, Bashar Amer2, Rahul Deshpande1, Andrew Percy3, Krista Backiel3, Joshua P. Kline2, Brandon Bills2, and Susan Bird2 1ThermoFisher…
Klíčová slova
squad, squadbile, bilebas, basfecal, fecalacids, acidsmetabolomics, metabolomicsquantitation, quantitationquantify, quantifyprimary, primarysimultaneous, simultaneousdiscovery, discoverysecondary, secondaryworkflow, workflowconjugates, conjugateslist
Simultaneous quantitation and discovery (SQUAD): an intelligent combination of targeted and untargeted metabolomics workflow for the analysis of fecal metabolites using Orbitrap Astral MS
2025|Thermo Fisher Scientific|Postery
SQUAD Analysis Simultaneous quantitation and discovery (SQUAD): an intelligent combination of targeted and untargeted metabolomics workflow for the analysis of fecal metabolites using Orbitrap Astral MS Bashar Amer1, Marie-Pierre Pavageau2, Silvana Biraghi3, Rahul Ravi Deshpande1, Thomas Moehring1, and Susan S.…
Klíčová slova
squad, squadfecal, fecaluntargeted, untargetedastral, astralmetabolites, metabolitesdiscovery, discoverymice, miceorbitrap, orbitrapmetabolomics, metabolomicsworkflow, workflowparallel, parallelquantitation, quantitationdiets, dietsdistinct, distinctpatterns
Sensitive and selective quantitation of bile acids using targeted MS2/MS3 on the Stellar mass spectrometer
2025|Thermo Fisher Scientific|Postery
Sensitive and selective quantitation of bile acids using targeted MS2/MS3 on the Stellar mass spectrometer Kerry Hassell1, Lauren Bishop1, Jingshu Guo1, Bashar Amer1, Alexey V. Melnik2, James B. Adams3, Rosa Krajmalnik-Brown3, Khemlal Nirmalkar3, Brittany Lee1, Charles E. Maxey1, Cristina C.…
Klíčová slova
asd, asdbile, bileacid, acidintensity, intensitygcdca, gcdcatudca, tudcastellar, stellardca, dcaabsolute, absoluteacids, acidschildren, childrenautism, autismgudca, gudcagdca, gdcalca