High Sensitivity, High Throughput LC-MS Analysis of Eicosanoids Using the Xevo™ MRT QTof

Význam tématu

Prostaglandiny, tromboxany a leukotrieny představují klíčové lipidové mediátory zánětu, bolesti, horečky a alergických reakcí. Jejich nízká koncentrace a přítomnost izomerů v biologických vzorcích klade vysoké nároky na analytickou citlivost, selektivitu a průtokové metody.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout rychlý a robustní LC-MS protokol pro kvantifikaci hlavních eikosanoidů s vysokou citlivostí, rozlišením a přesností. Použit byl systém UltraPerformance LC spojený s Xevo MRT QTof, což umožnilo dosáhnout čtyř řádů lineárního rozsahu a subpikogramových detekčních limitů.

Použitá instrumentace

• Ultrapvýkonný kapalinový chromatograf ACQUITY Premier FTN UPLC
• Masspektrometr Xevo MRT QTof v režimu MSe
• Kolona CORTECS T3 2,1×50 mm, 1,6 µm, teplota 35 °C
• Softwarové nástroje waters_connect™, Lipostar 2, Skyline

Použitá metodika

Standardní příprava calibrační řady 14 bodů (0,05–1 000 ng/mL) v methanolu. Injekční objem 3 µL, mobilní fáze voda a acetonitril s 0,01 % kyseliny mravenčí, gradient 0–100 % B v průběhu metody. ESI- zdroj v negativním režimu, TOF detekce v rozsahu m/z 50–1 200, sken 10 Hz, kolize 30–40 eV.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala vynikající detekční limity LOD <0,05 ng/mL (0,15 pg na koloně) pro LTB4 a LOD 0,1 ng/mL (0,3 pg) pro PGD2. Lineární rozsah překročil čtyři řády. Reprodukovatelnost vrcholové plochy (CV) byla nižší než 3,5 % při nízkých, středních i vysokých koncentracích. Rozlišení až 69 000 FWHM a hmotnostní chyba <1 ppm (RMS <1 ppm) umožňují spolehlivou formulární identifikaci.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí vysokou citlivost a průchodnost vhodnou pro farmakologický výzkum, klinické studie i biomarkerové aplikace. Kompatibilita s formátem mzML a třetími softwary umožňuje integraci do existujících lipidomických workflow.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření aplikace na širší spektrum lipidů, automatizace přípravy vzorků a implementace strojového učení pro pokročilou interpretaci dat. Vysokokapacitní analýzy a multi-omics přístupy umožní komplexní pohled na metabolické dráhy zánětu.

Závěr

Vyvinutá LC-MS metoda s UPLC a Xevo MRT QTof dosahuje citlivosti a průtokovosti srovnatelné s kvadrupólovými systémy, avšak s výhodou vysoké hmotnostní přesnosti a rozlišení. Řada aplikací v oblasti metabolomiky a lipidomiky je nyní obezzbytná pro detailní studium zánětlivých procesů.

Reference

1. Kidd BL, Urban LA. Mechanisms of inflammatory pain. Br. J. Anaesth. 87(1), 3–11, 2001.
2. Ricciotti E, FitzGerald GA. Prostaglandins and inflammation. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 31(5), 986–1000, 2011.
3. Tans R et al. Evaluation of cyclooxygenase oxylipins as potential biomarker for obesity-associated adipose tissue inflammation and type 2 diabetes using targeted multiple reaction monitoring mass spectrometry. Prostaglandins Leukotrienes Essent. Fatty Acids, 160, 2020.
4. Molloy BJ. Targeted UPLC-MS/MS Analysis of Oxylipins. Waters application note, 720007030, 2020.
5. Schmidt R, Coste O, Geisslinger G. LC–MS/MS-analysis of prostaglandin E2 and D2 in microdialysis samples of rats. J. Chromatogr. B 826(1–2), 188–197, 2005.
6. Gandhi AS et al. Quantitative analysis of lipids: A higher-throughput LC-MS/MS-based method and its comparison to ELISA. Future Science OA, 3(1), 2017.
7. Goracci L et al. LipoStar, a Comprehensive Platform-Neutral Cheminformatics Tool for Lipidomics. Anal. Chem. 89(11), 6257–6264, 2017.
8. Lister A. Chapter 7 - Validation of HPLC Methods in Pharmaceutical Analysis, Separation Science and Technology, Vol. 6, Academic Press, 2005.