Improvement of Productivity in Research on Intestinal Microbiota by Shim-pack™ Fast-OA High-Speed Organic Acid Analysis Column
Aplikace | 2020 | ShimadzuInstrumentace
Krátké mastné kyseliny, produkované střevní mikrobiotou, hrají klíčovou roli v udržení zdraví hostitele. Jejich kvantitativní stanovení umožňuje sledovat vliv mikrobiálního metabolismu na organismus a podporuje výzkum metabolomiky i aplikace v oblasti QA/QC.
Cílem bylo ověřit výkon vysoce výkonné kapalinové chromatografie s iontovým vylučováním (HPLC-CDD) na sloupci Shim-pack Fast-OA pro rychlou analýzu šesti krátkých mastných kyselin ve vzorcích opičího trusu. Studie porovnala dobu analýzy s klasickým sloupcem Shim-pack SCR-102H a aplikovala optimalizovaná podmínky na reálné vzorky.
Pro separaci organických kyselin byl použit sloupec Shim-pack Fast-OA (100 mm × 7,8 mm, 5 μm) s mobilní fází 5 mmol/l p-toluen-sulfonové kyseliny při 0,8 ml/min a teplotě 50 °C. Guard sloupec téže řady zajistil ochranu kolony. Detekce probíhala vodivostním detektorem CDD-10Avp, objem injekce 10 μl. Jako srovnávací sloupec sloužil Shim-pack SCR-102H (300 mm × 8,0 mm, 7 μm).
Sample pretreatment:
Retenční doby šesti mastných kyselin při 50 °C neovlivnily pořadí eluce, přičemž průměrná doba analýzy s Fast-OA byla pod 10 minut oproti 30 minutám u SCR-102H. Kalibrační křivky v rozmezí 5–1000 mg/l pro všechny kyseliny vykázaly r2 ≥ 0,9997 a RSD ≤ 5 %. Ve vyšetřených vzorcích opičího trusu byly po okamžitém zamražení zjištěny koncentrace octové kyseliny kolem 5–6 × 10−2 mol/kg, propionové 0,9–1,3 × 10−2 mol/kg a ostatních kyselin v rozmezí 0,16–0,34 × 10−2 mol/kg. Jeden vzorek zamražený až po půldni neobsahoval detekovatelné množství SCFA kvůli volatilizaci a mikrobiálnímu odbourání.
Rychlá analýza s vysokou rozlišovací schopností a reprodukovatelností umožňuje zvýšit produktivitu při rutinním stanovení krátkých mastných kyselin. Metoda nachází uplatnění v mikrobiologických výzkumných laboratořích, metabolomických studiích a průmyslové QA/QC.
Shim-pack Fast-OA sloupec se prokázal jako efektivní nástroj pro kvantitativní stanovení krátkých mastných kyselin ve vzorcích stolice opic. Díky zkrácené době analýzy a vynikajícím analytickým parametrům je metoda vhodná pro rozsáhlé studie střevní mikrobioty i průmyslové aplikace.
Spotřební materiál, HPLC, LC kolony
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Krátké mastné kyseliny, produkované střevní mikrobiotou, hrají klíčovou roli v udržení zdraví hostitele. Jejich kvantitativní stanovení umožňuje sledovat vliv mikrobiálního metabolismu na organismus a podporuje výzkum metabolomiky i aplikace v oblasti QA/QC.
Cíle a přehled studie
Cílem bylo ověřit výkon vysoce výkonné kapalinové chromatografie s iontovým vylučováním (HPLC-CDD) na sloupci Shim-pack Fast-OA pro rychlou analýzu šesti krátkých mastných kyselin ve vzorcích opičího trusu. Studie porovnala dobu analýzy s klasickým sloupcem Shim-pack SCR-102H a aplikovala optimalizovaná podmínky na reálné vzorky.
Použitá metodika a instrumentace
Pro separaci organických kyselin byl použit sloupec Shim-pack Fast-OA (100 mm × 7,8 mm, 5 μm) s mobilní fází 5 mmol/l p-toluen-sulfonové kyseliny při 0,8 ml/min a teplotě 50 °C. Guard sloupec téže řady zajistil ochranu kolony. Detekce probíhala vodivostním detektorem CDD-10Avp, objem injekce 10 μl. Jako srovnávací sloupec sloužil Shim-pack SCR-102H (300 mm × 8,0 mm, 7 μm).
Sample pretreatment:
- 100 mg vzorku trusu + 700 μl pufrovaného roztoku (PBS).
- Vortex 1 min, chlazení 5 min, opět vortex 1 min, chlazení 2 min.
- Centrifugace 4 °C, 10 000×g; ultrafiltrace MWCO 5 000, 9 000×g.
Hlavní výsledky a diskuse
Retenční doby šesti mastných kyselin při 50 °C neovlivnily pořadí eluce, přičemž průměrná doba analýzy s Fast-OA byla pod 10 minut oproti 30 minutám u SCR-102H. Kalibrační křivky v rozmezí 5–1000 mg/l pro všechny kyseliny vykázaly r2 ≥ 0,9997 a RSD ≤ 5 %. Ve vyšetřených vzorcích opičího trusu byly po okamžitém zamražení zjištěny koncentrace octové kyseliny kolem 5–6 × 10−2 mol/kg, propionové 0,9–1,3 × 10−2 mol/kg a ostatních kyselin v rozmezí 0,16–0,34 × 10−2 mol/kg. Jeden vzorek zamražený až po půldni neobsahoval detekovatelné množství SCFA kvůli volatilizaci a mikrobiálnímu odbourání.
Přínosy a praktické využití metody
Rychlá analýza s vysokou rozlišovací schopností a reprodukovatelností umožňuje zvýšit produktivitu při rutinním stanovení krátkých mastných kyselin. Metoda nachází uplatnění v mikrobiologických výzkumných laboratořích, metabolomických studiích a průmyslové QA/QC.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Online coupling HPLC–MS pro rozšířenou identifikaci metabolitů.
- Miniaturizace a automatizace přípravy vzorků (mikrofluidika).
- Integrace výsledků s multi-omickými daty a umělou inteligencí.
- Adaptace na stanovení širšího spektra organických kyselin a derivátů.
Závěr
Shim-pack Fast-OA sloupec se prokázal jako efektivní nástroj pro kvantitativní stanovení krátkých mastných kyselin ve vzorcích stolice opic. Díky zkrácené době analýzy a vynikajícím analytickým parametrům je metoda vhodná pro rozsáhlé studie střevní mikrobioty i průmyslové aplikace.
Podobná PDF
Analysis of Short-Chain Fatty Acids and Organic Acids in Feces Using a Single Quadrupole Mass Spectrometer
2023|Shimadzu|Aplikace
High Performance Liquid Chromatograph Mass Spectrometer Application News LCMS-2050 Analysis of Short-Chain Fatty Acids and Organic Acids in Feces Using a Single Quadrupole Mass Spectrometer Takanari Hattori and Yasuko Shibayama User Benefits The single quadrupole LC-MS system allows for…
Klíčová slova
acid, acidlocation, locationoxaloacetic, oxaloaceticisovaleric, isovalericvaleric, valericisobutyric, isobutyrichydroxybutyric, hydroxybutyricpropionic, propionicbutyric, butyricmalonic, malonicketoglutaric, ketoglutariclactic, lacticglycolic, glycoliccitric, citricisocitric
Various Analysis Techniques for Organic Acids and Examples of Their Application
2020|Shimadzu|Příručky
Application Note No. 61 Various Analysis Techniques for Organic Acids and Examples of Their Application Yoshiko Hirao *1{, Minori Nakashima, Yusuke Takemori, Yui Higashi, Tomoaki Kondo, Takanari Hattori, Yusuke Inohana Organic acid Organic acid Contents 1. Introduction 2. Analysis of…
Klíčová slova
acids, acidsread, readorganic, organicacid, acidhere, heredownload, downloadanalysis, analysispeaks, peakselectroconductivity, electroconductivitymobile, mobilephase, phaseion, ionexamples, examplesseparation, separationmin
Analysis of Short-Chain Fatty Acids
2021|Shimadzu|Aplikace
ERAS-1000-0153A Ion-exclusion LC Shim-pack Series Shim-packTM Fast-OA and Shim-pack SCR-102H 153A Analysis of Short-Chain Fatty Acids Keywords: intestinal microbiota 1 2 3 4 5 6 Shim-pack SCR-102H 1 2 3 45 1. Acetic acid 2. Propionic acid 3. Isobutyric acid…
Klíčová slova
shim, shimpack, packrate, ratefatty, fattyexclusion, exclusionguard, guardchain, chainflow, flowshort, shortacids, acidscolumn, columnseries, seriesfast, fastpeaks, peaksmobile
Analysis of Short-Chain Fatty Acids/Organic Acids (3-NPH Derivatives) in Fecal Specimens from SPF and Antibiotic-Fed Mice
2018|Shimadzu|Aplikace
LAAN-A-LM-E139 Application News No. Liquid Chromatograph Mass Spectrometry Analysis of Short-Chain Fatty Acids/Organic Acids (3-NPH Derivatives) in Fecal Specimens from SPF and Antibiotic-Fed Mice C168 More than several hundred species of intestinal microbiota exist in the human intestines. Because they…
Klíčová slova
mice, micespf, spffed, fedantibiotic, antibioticacids, acidsacid, acidfatty, fattychain, chainshort, shortmicrobiota, microbiotaintestinal, intestinalsuccinic, succiniclactic, lacticorganic, organicfecal