Achieve broad lipid quantitation using a high-throughput targeted lipidomics method

Význam tématu

Metoda cílené lipidomiky založená na kapalinové chromatografii s vícečetným monitorováním reakcí (LC-MRM) poskytuje vysokou citlivost a specificitu v analýze složitého lipidového profilu. Díky efektivní separaci lipidových tříd a redukci izobarických interferencí je klíčová pro základní biochemický výzkum, farmaceutické aplikace a klinické studie lipidového metabolismu.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a validovat vysoce propustnou cílenou lipidomickou metodu pro kvantifikaci přibližně 1900 lipidových molekulárních druhů v plazmatických vzorcích. Metoda kombinuje optimalizovanou chromatografii pro třídní separaci s triple kvadruplovým hmotnostním spektrometrem a časově plánovaným MRM akvizicím.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byla použita komerčně dostupná NIST plazmatická extrakce a interní standardy Avanti SPLASH a SCIEX Lipidyzer Platform. Chromatografii zajišťoval systém ExionLC se dvěma gradientními pumpami, odvzorkovačem s termostatem a pecí pro kolonu. Hmotnostní spektrometrii prováděl buď QTRAP® 6500+ s IonDrive™ Turbo V iontovým zdrojem a softwarem Analyst®, nebo SCIEX Triple Quad™ 7500 s OptiFlow® Pro iontovým zdrojem a SCIEX OS Software. Pro optimalizaci časově plánovaných MRM akvizic byl použit nástroj sMRM Pro Builder.

Hlavní výsledky a diskuse

• Chromatografická reprodukovatelnost dosáhla u většiny lipidů standardní odchylky retenčního času pod 0,05 minuty.
• Kvantitativní reprodukovatelnost: 80 % lipidových druhů vykázalo %CV nižší než 20 %.
• Detekční panel zahrnuje glycerofosfolipidy, g lyceridy, sulfolipidy, ceramidy a cholesterolestery s přesným rozlišením molekulárních druhů díky rychlému přepínání polarity.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza (~17 minut na vzorek) s vyloučením většiny izobarických interferencí.
• Vysoká citlivost a široký dynamický rozsah umožňují spolehlivou kvantifikaci i při nízkých koncentracích.
• Flexibilita: snadné rozšíření metody o nové lipidové třídy či molekulární druhy.
• Automatizovaná zpracování dat ve SCIEX OS Software s předpřipravenými metodami.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace iontové mobility pro lepší separaci strukturálně podobných lipidů.
• Rozšíření interních standardů pro absolutní kvantifikaci všech cílených lipidů.
• Využití strojového učení pro automatickou optimalizaci plánování MRM akvizic.
• Implementace metody v klinických studiích pro biomarkerový výzkum onemocnění spojených s lipidovou dysregulací.

Závěr

Předložená LC-MRM metoda na platformách SCIEX Triple Quad a QTRAP umožňuje robustní, citlivou a vysoce reprodukovatelnou kvantifikaci širokého spektra lipidových molekulárních druhů. Díky optimalizované chromatografii a časově plánovaným MRM akvizicím přináší spolehlivé výsledky vhodné pro základní výzkum i průmyslovou a klinickou aplikaci.

Reference

• Han X, Yang K, Gross RW. Multi-Dimensional Mass Spectrometry-Based Shotgun Lipidomics And Novel Strategies For Lipidomic Analyses. Mass Spectrom Rev. 2012;31(1):134–178.
• Bielow C, Mastrobuoni G, Orioli M, Kempa S. On Mass Ambiguities in High-Resolution Shotgun Lipidomics. Anal Chem. 2017;89:2986–2994.
• Ovčačíková M, Lísa M, Cífková E, Holčapek M. Retention behavior of lipids in reversed-phase ultrahigh-performance liquid chromatography-electrospray ionization mass spectrometry. J Chromatogr A. 2016;1450:76–85.
• Koelmel JP et al. Expanding Lipidome Coverage Using LC-MS/MS Data-Dependent Acquisition with Automated Exclusion List Generation. J Am Soc Mass Spectrom. 2017;28(5):908–917.
• Hines KM, Herron J, Xu L. Assessment of Altered Lipid Homeostasis by HILIC-Ion Mobility-Mass Spectrometry-Based Lipidomics. J Lipid Res. 2017;58(4):809–819.
• SCIEX. Novel Chemical Standards Kits Enable Facile Lipid Quantitation. RUO-MKT-02-3879-A.
• SCIEX. Comprehensive Targeted Method for Global Lipidomics Screening. RUO-MKT.
• SCIEX. sMRM Pro Builder Template. RUO-MKT.
• SCIEX. sMRM Concurrency Calculator for Analyst Software.
• SCIEX. Using Scheduled MRM Algorithm in SCIEX OS Software. RUO-MKT-18-11941-A.