Rapid Structural Elucidation of Lipids Including C=C Positions Using Dual-Polarity CID/OAD in a Single LC-MS Run
Aplikace | 2025 | ShimadzuInstrumentace
Lipidy představují základní stavební kameny buněčných membrán, zdroje energie a účastníky signálních drah. Poloha dvojných vazeb v mastných kyselinách výrazně ovlivňuje jejich fyzikálně-chemické vlastnosti, interakce s enzymy i biologickou aktivitu. Přesné určení těchto vazeb je proto zásadní pro lepší porozumění mechanismům udržení lipidové homeostázy a jejich změn v patologických stavech.
Cílem prezentované studie je demonstrovat kombinaci sekundárních fragmentačních režimů CID a OAD s rychlým přepínáním polarity v jednom LC-MS měření. Tato strategie umožňuje komplexní strukturní charakterizaci fosfatidylcholinů (PC) v extraktu jater myši, včetně stanovení délek řetězců, pozic lipidových izomerů a přesných poloh C=C dvojných vazeb.
Pro extrakci lipidů byly homogenizovány játra myši, následovalo vysrážení v metanolu, extrakce chloroformem a separace vodné fáze centrifugací. Analýza proběhla na systému Nexera X3 spojeném s LCMS-9050 vybaveným OAD RADICAL SOURCE I. Klíčové parametry:
Ve stejném chromatografickém běhu byla detekována PC 36:4 jako [M+H]+ (m/z 782,5695) a [M+HCOO]− (m/z 826,5604). Negativní režim CID prokázal složení mastných kyselin (C18:3, C18:2, C18:1 u píku A; C20:4, C16:0 u píku B) a uspořádání sn-pozic. Pozitivní OAD generoval neutral loss fragmenty specifické pro polohu C=C, které vyjasnily, že směs obsahuje izomery PC 18:2/18:2, PC 18:3/18:1 a PC 16:0/20:4. Tyto informační toky se vzájemně doplnily bez potřeby chemického značení či samostatných analýz.
Očekává se rozšíření aplikace OAD na další třídy lipidů, vysoce propustné lipidomiky v klinickém prostředí a integrace s pokročilou výpočetní analýzou pro automatické rozpoznávání strukturních izomerů. Dále je perspektivní kombinace s ion mobility spektrometrií za účelem separace isobarických forem.
Popsaná metoda efektivně kombinuje rychlé přepínání polarity s duálními fragmentačními režimy CID/OAD. Jednotlivé fragmenty poskytují kompletní informace o hlavičce fosfatidylcholinu, složení mastných kyselin i polohách dvojných vazeb v jediném LC-MS běhu.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF, LC/HRMS
ZaměřeníLipidomika
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Lipidy představují základní stavební kameny buněčných membrán, zdroje energie a účastníky signálních drah. Poloha dvojných vazeb v mastných kyselinách výrazně ovlivňuje jejich fyzikálně-chemické vlastnosti, interakce s enzymy i biologickou aktivitu. Přesné určení těchto vazeb je proto zásadní pro lepší porozumění mechanismům udržení lipidové homeostázy a jejich změn v patologických stavech.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem prezentované studie je demonstrovat kombinaci sekundárních fragmentačních režimů CID a OAD s rychlým přepínáním polarity v jednom LC-MS měření. Tato strategie umožňuje komplexní strukturní charakterizaci fosfatidylcholinů (PC) v extraktu jater myši, včetně stanovení délek řetězců, pozic lipidových izomerů a přesných poloh C=C dvojných vazeb.
Použitá metodika a instrumentace
Pro extrakci lipidů byly homogenizovány játra myši, následovalo vysrážení v metanolu, extrakce chloroformem a separace vodné fáze centrifugací. Analýza proběhla na systému Nexera X3 spojeném s LCMS-9050 vybaveným OAD RADICAL SOURCE I. Klíčové parametry:
- Kolona: Shim-pack Scepter Claris 100×2,1 mm, částice 1,9 µm
- Mobilní fáze A: 20 mM amonná forma, B: ACN/IPA (1:1)
- Průtok 0,3 mL/min, teplota kolony 40 °C
- Polarity switching: pozitivní/negativní ionizace, CE 25 V (pozitivně), 35 V (negativně)
- Rozsah m/z 100–1000, doba měření 20 min
Hlavní výsledky a diskuse
Ve stejném chromatografickém běhu byla detekována PC 36:4 jako [M+H]+ (m/z 782,5695) a [M+HCOO]− (m/z 826,5604). Negativní režim CID prokázal složení mastných kyselin (C18:3, C18:2, C18:1 u píku A; C20:4, C16:0 u píku B) a uspořádání sn-pozic. Pozitivní OAD generoval neutral loss fragmenty specifické pro polohu C=C, které vyjasnily, že směs obsahuje izomery PC 18:2/18:2, PC 18:3/18:1 a PC 16:0/20:4. Tyto informační toky se vzájemně doplnily bez potřeby chemického značení či samostatných analýz.
Přínosy a praktické využití metody
- Jeden LC-MS běh pokrývá pozitivní i negativní ionizaci.
- Simultánní CID/OAD odhaluje jak mastné kyseliny, tak polohu C=C.
- Bez nutnosti prederivátování vzorku, vyšší průchodnost laboratoře.
- Vhodné pro neprojektivní lipidomické studie a biomarkerový výzkum.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření aplikace OAD na další třídy lipidů, vysoce propustné lipidomiky v klinickém prostředí a integrace s pokročilou výpočetní analýzou pro automatické rozpoznávání strukturních izomerů. Dále je perspektivní kombinace s ion mobility spektrometrií za účelem separace isobarických forem.
Závěr
Popsaná metoda efektivně kombinuje rychlé přepínání polarity s duálními fragmentačními režimy CID/OAD. Jednotlivé fragmenty poskytují kompletní informace o hlavičce fosfatidylcholinu, složení mastných kyselin i polohách dvojných vazeb v jediném LC-MS běhu.
Reference
- H. Uchino, H. Tsugawa, H. Takahashi, M. Arita, Computational mass spectrometry accelerates C=C position-resolved untargeted lipidomics using oxygen attachment dissociation, Communications Chemistry, 5, 162 (2022)
- K. Ekroos et al., Charting molecular composition of phosphatidylcholines by fatty acid scanning and ion trap MS3 fragmentation, Journal of Lipid Research, 44, 2181 (2003)
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Identifying Double-Bond-Positions of Phospholipids in Mouse Liver by Using Simultaneous Positive/Negative Ion Switching Analysis of LCMS-9050 and OAD-MS/MS
2023|Shimadzu|Postery
WP 520 Identifying Double-Bond-Positions of Phospholipids in Mouse Liver by Using Simultaneous Positive/Negative Ion Switching Analysis of LCMS-9050 and OAD-MS/MS Yohei ARAO1, Yuta MIYAZAKI1, Hidenori TAKAHASHI1 (1) Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan 1. Introduction 2.2. Sample Preparation & Analytical Condition The…
Klíčová slova
oad, oaddouble, doublebond, bondacid, acidpositive, positiveswitching, switchingposition, positionmicrowave, microwavenegative, negativedissociation, dissociationcid, cidneutral, neutralhead, headfragmentation, fragmentationcondition
Identifying Double-Bond-Positions of Phospholipids in Mouse Liver by Using Simultaneous Positive/Negative Ion Switching Analysis of LCMS-9050 and OAD-MS/MS
2023|Shimadzu|Postery
WP 520 Identifying Double-Bond-Positions of Phospholipids in Mouse Liver by Using Simultaneous Positive/Negative Ion Switching Analysis of LCMS-9050 and OAD-MS/MS Yohei ARAO1, Yuta MIYAZAKI1, Hidenori TAKAHASHI1 (1) Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan 1. Introduction 2.2. Sample Preparation & Analytical Condition The…
Klíčová slova
oad, oaddouble, doublebond, bondacid, acidpositive, positiveswitching, switchingposition, positionmicrowave, microwavenegative, negativedissociation, dissociationcid, cidneutral, neutralhead, headfragmentation, fragmentationcondition
Identification of Double Bond Positions and Relative Acyl Chain Positions in Egg Yolk Phosphatidylcholines Using OAD-TOF System
2026|Shimadzu|Aplikace
Optional Kit For Oxygen Attachment Dissociation MS/MS OAD RADICAL SOURCE 1 High Performance Liquid Chromatograph Mass Spectrometer LCMS-9050 Application News Identification of Double Bond Positions and Relative Acyl Chain Positions in Egg Yolk Phosphatidylcholines Using OAD-TOF System Feng Ji, Masaki…
Klíčová slova
oad, oadoacid, oacidpositions, positionsacid, acidpcs, pcscid, cidinquiry, inquirytof, tofacyl, acylidentification, identificationegg, eggdiagnosis, diagnosisstructural, structuralyolk, yolklecithin
Identification of positional isomers of linoleic acid containing phospholipids involved in pancreatic ductal adenocarcinoma
2024|Shimadzu|Postery
Identification of positional isomers of linoleic acid containing phospholipids involved in pancreatic ductal adenocarcinoma 1 1 2 3 4 1 Emily G Armitage ; Alan Barnes ; Elon Correa ; Sén Takeda ; Wen Chung ; Neil J Loftus 1Shimadzu…
Klíčová slova
oad, oadphosphocholine, phosphocholineradicals, radicalsfragments, fragmentsdouble, doublelipid, lipidhead, headspecific, specificradical, radicalcholine, cholinecid, cidbond, bondgroup, groupdissociation, dissociationpancreatic