Investigating cellular metabolism on Orbitrap Excidion Pro mass spectrometer by the simultaneous use of differently labeled elemental isotope substrates
Postery | 2025 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Studium buněčného metabolismu pomocí stabilně značených izotopů (fluxomika) poskytuje klíčové informace o propojení metabolických drah a kinetice metabolitů. Vysoká přesnost hmotnostního analyzátoru umožňuje rozlišení jemných izotopových vzorců a odhaluje změny v metabolismu buněk za různých fyziologických podmínek.
Cílem práce bylo ověřit schopnosti hmotnostního spektrometru Orbitrap Excedion Pro v stabilně izotopových experimentech. Pomocí buněčné linie Panc02 pěstované v normoxii a hypoxii byly testovány jednotlivé a kombinované nukleární značky (13C6 glukóza, 15N2 glutamin) pro analýzu metabolických změn.
Metodika zahrnovala extrakci metabolitů z buněk methanol-sonikací a následné rozpuštění ve 50% acetonitrilu. Chromatografické rozdělení proběhlo na Mixed Mode HILIC-AEX kolóně v systému Thermo Scientific Vanquish Horizon UHPLC. Detekce se uskutečnila na Orbitrap Excedion Pro MS při rozlišení až 240 000, což zajišťuje minimalizaci in-srce fragmentace a vysokou přesnost měření (<1 ppm). Analýza dat byla provedena v softwaru Thermo Scientific Compound Discoverer 3.4.
Studie poukázala na přímou souvislost mezi vysokým rozlišením a přesností měření a schopností určit jemné izotopové vzorce ATP a dalších klíčových metabolitů. Software automaticky detekoval izotopologové vzorce a ukázal významně nižší inkorporaci 13C do prolinu v hypoxii oproti normoxii, což odráží změnu metabolické aktivity buněk.
Očekávají se pokroky v automatizované analýze dat za pomoci umělé inteligence, rozšíření metodiky na multiomické studie a klinické vzorky a vývoj nových chromatografických fází pro ještě vyšší rozlišení metabolitů.
Orbitrap Excedion Pro MS ve spojení se softwarem Compound Discoverer 3.4 prokázal svou výjimečnou citlivost, rozlišení a přesnost pro studium stabilně izotopových metabolomických experimentů. Metoda umožňuje detailní sledování změn v buněčném metabolismu pod různými podmínkami kyslíku.
Žádné
LC/Orbitrap, LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/MS, Software
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Studium buněčného metabolismu pomocí stabilně značených izotopů (fluxomika) poskytuje klíčové informace o propojení metabolických drah a kinetice metabolitů. Vysoká přesnost hmotnostního analyzátoru umožňuje rozlišení jemných izotopových vzorců a odhaluje změny v metabolismu buněk za různých fyziologických podmínek.
Cíle a přehled studie
Cílem práce bylo ověřit schopnosti hmotnostního spektrometru Orbitrap Excedion Pro v stabilně izotopových experimentech. Pomocí buněčné linie Panc02 pěstované v normoxii a hypoxii byly testovány jednotlivé a kombinované nukleární značky (13C6 glukóza, 15N2 glutamin) pro analýzu metabolických změn.
Použitá metodika a instrumentace
Metodika zahrnovala extrakci metabolitů z buněk methanol-sonikací a následné rozpuštění ve 50% acetonitrilu. Chromatografické rozdělení proběhlo na Mixed Mode HILIC-AEX kolóně v systému Thermo Scientific Vanquish Horizon UHPLC. Detekce se uskutečnila na Orbitrap Excedion Pro MS při rozlišení až 240 000, což zajišťuje minimalizaci in-srce fragmentace a vysokou přesnost měření (<1 ppm). Analýza dat byla provedena v softwaru Thermo Scientific Compound Discoverer 3.4.
Hlavní výsledky a diskuse
Studie poukázala na přímou souvislost mezi vysokým rozlišením a přesností měření a schopností určit jemné izotopové vzorce ATP a dalších klíčových metabolitů. Software automaticky detekoval izotopologové vzorce a ukázal významně nižší inkorporaci 13C do prolinu v hypoxii oproti normoxii, což odráží změnu metabolické aktivity buněk.
Přínosy a praktické využití metody
- Možnost hlubokého profilování metabolitů v komplexních vzorcích
- Spolehlivá kvantifikace izotopologů v cílených i necílených přístupech
- Vysoká hmotnostní přesnost zvyšuje jistotu při určování sumárních vzorců
- Aplikace v biomedicínském výzkumu hypoxie a nádorové metaboliky
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávají se pokroky v automatizované analýze dat za pomoci umělé inteligence, rozšíření metodiky na multiomické studie a klinické vzorky a vývoj nových chromatografických fází pro ještě vyšší rozlišení metabolitů.
Závěr
Orbitrap Excedion Pro MS ve spojení se softwarem Compound Discoverer 3.4 prokázal svou výjimečnou citlivost, rozlišení a přesnost pro studium stabilně izotopových metabolomických experimentů. Metoda umožňuje detailní sledování změn v buněčném metabolismu pod různými podmínkami kyslíku.
Reference
Žádné
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Carbon and Nitrogen Positional Isotopomer Determination in Metabolites using Orbitrap IQ-X and Stellar MS - a novel hybrid nominal mass instrument
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
Carbon and Nitrogen Positional Isotopomer Determination in Metabolites using Orbitrap IQ-X and Stellar MS - a novel hybrid nominal mass instrument Rahul Ravi Deshpande1; Ayush Midha2; Bashar Amer1; Thomas Moehring3; Isha Jain2; Cristina C. Jacob1; Susan Bird1 1Thermo Fisher Scientific,…
Klíčová slova
nitrogen, nitrogenpositional, positionalmetabolites, metabolitesstellar, stellaramp, ampisotopomers, isotopomersflux, fluxutilizing, utilizingmsn, msnglutamine, glutamineisotope, isotopefragmentation, fragmentationglycolysis, glycolysisloss, lossglucose
Detecting Stable Isotope Labeled Metabolites in Untargeted Analysis Using a Benchtop Orbitrap Mass Spectrometer and a Single Processing Software Platform
2020|Thermo Fisher Scientific|Postery
Detecting Stable Isotope Labeled Metabolites in Untargeted Analysis Using a Benchtop Orbitrap Mass Spectrometer and a Single Processing Software Platform Amanda Souza, Ioanna Ntai, Tatjana Talamantes and Ralf Tautenhahn, Thermo Fisher Scientific, 355 River Oaks Parkway, San Jose, CA, USA,…
Klíčová slova
incorporation, incorporationisotopologue, isotopologuelabeled, labeledunlabeled, unlabeledmzcloud, mzcloudformula, formulasil, silannotation, annotationcxhynz, cxhynzuntargeted, untargetedmass, massisotopologues, isotopologuesresolution, resolutionassociations, associationscompound
13C-Glutamine Qualitative Flux Analysis of a Chondrosarcoma Cell Line Using Agilent VistaFlux
2016|Agilent Technologies|Aplikace
13 C-Glutamine Qualitative Flux Analysis of a Chondrosarcoma Cell Line Using Agilent VistaFlux Application Note Metabolomics Authors Abstract Hui Liu, Weige Qin, Hardik Shah, Interpretation of metabolomics data is often complicated by a lack of dynamic Bhavapriya Vaitheesvaran, information since…
Klíčová slova
incorporation, incorporationisotopologue, isotopologuelabeling, labelingflux, fluxprofinder, profindermetabolite, metaboliteidh, idhunlabeled, unlabeledvistaflux, vistafluxchondrosarcoma, chondrosarcomaqualitative, qualitativeacid, acidabundance, abundancehours, hoursomix
Thermo Scientific™ Q Exactive™ Series Hybrid Quadrupole- Orbitrap™ Mass Spectrometer for Metabolomics
2018|Thermo Fisher Scientific|Technické články
GRANT APPLICATION RESOURCE Q Exactive Series Hybrid Quadrupole-Orbitrap Mass Spectrometer Thermo Scientific™ Q Exactive™ Series Hybrid QuadrupoleOrbitrap™ Mass Spectrometer for Metabolomics Goal Introduction This document is intended to address the technical and workflow benefits of the Thermo Scientific™ Q Exactive™…
Klíčová slova
exactive, exactivemetabolomics, metabolomicsorbitrap, orbitrapmass, massresolution, resolutionmetabolite, metabolitemetabolites, metaboliteshigh, highmetabolism, metabolismmetabolic, metabolictargeted, targeteduntargeted, untargetedhigher, higherresolutions, resolutionshybrid