Shimadzu Selection Guide Metabolite Analysis - Metabolomics Product Portfolio

Význam tématu

Metabolomika poskytuje komplexní pohled na metabolické dráhy v biologických systémech. Změny v profilech malých molekul odrážejí fyziologické stavy, onemocnění, kvalitu potravin či účinnost biotechnologických procesů. Moderní přístrojové platformy a databázové aplikace umožňují rychlé, citlivé a vysoce kvantitativní rozlišení stovek až tisíců metabolitů simultánně. Shimadzu nabízí integrovaná řešení zahrnující LC-MS/MS, GC-MS/MS, Q-TOF LC/MS, zobrazovací MS a specializované softwarové balíčky pro efektivní pracovní postupy v kvantitativní i nekontrolované analýze metabolomů.

Cíle a přehled studie / článku

Brožura představuje portfólio produktů pro metabolomiku se zaměřením na:

• široký kvantitativní screening primárních metabolitů pomocí LC-MS/MS a GC-MS/MS,
• nekontrolované a cílené analýzy s vysokým rozlišením pomocí Q-TOF LC/MS,
• imaging metabolomiku pro prostorovou lokalizaci biomolekul,
• profilování lipidů a fosfolipidů,
• profilování buněčných kultur v čase a chiralitu aminokyselin,
• specializované databáze a softwarové nástroje pro multivariační analýzu a zobrazení dat.

Použitá metodika a instrumentace

Řešení kombinují: ultrarychlé a citlivé triple kvadrupólové LC-MS/MS (LCMS-8060), GC-MS(/MS) (GCMS-TQ8050 NX), Q-TOF LC/MS (LCMS-9030), zobrazovací hmotnostní mikroskop (iMScope TRIO), přímou sondovou ionizaci (DPiMS-8060), stejně jako rozsáhlé databáze metod a softwary LabSolutions Insight™, Traverse MS™, Multi-omics Analysis Package a Signpost MS pro zpracování a vizualizaci vícerozměrných dat.

Hlavní výsledky a diskuse

Simultánní kvantifikace až 475 primárních metabolitů a více než 200 lipidových mediatorů umožňuje detailní mapování metabolické dynamiky. Příklady zahrnují:

• rozdíly v profilech piva (PCA a shluková analýza),
• prediktivní model pro chuťové hodnocení kávy (PLS regrese, VIP koeficienty),
• časové změny klíčových metabolitů v kultivačních médiích iPS buněk (SIM i nekontrolovaná analýza),
• lokalizaci polyfenolu strictininu v ledvinách myší (MS-imaging),
• mapování distribuce pesticidů v rostlinných řezech,
• odlišení D a L aminokyselin v biologických vzorcích bez derivatizace.

Přínosy a praktické využití metody

Propojení robustních analýz s „ready-to-use“ databázovými metodami minimalizuje čas na optimalizaci podmínek a umožňuje rychlou aplikaci v klinickém výzkumu, potravinářství, zemědělství, biotechnologii a farmaceutickém vývoji. Multivariační softwary zajišťují efektivní interpretaci velkých objemů dat a podporují tvorbu biomarkerů, identifikaci sabotujících sloučenin a optimalizaci výrobních procesů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• integrace umělé inteligence pro automatické vyhledávání a kvantifikaci vrcholů,
• rozšíření databází o nové metabolity a izomery,
• víceúrovňová multi-omics řešení spojující metabolomiku, proteomiku a genomiku,
• miniaturní a mobilní MS platformy pro bodové a in-field testování,
• pokročilá zobrazovací MS s vyšším prostorovým rozlišením a citlivostí.

Závěr

Integrovaná řešení Shimadzu pro metabolomiku představují ucelenou platformu od vzorku po biologický význam dat. Široké pokrytí technik a databází umožňuje efektivní workflow pro kvantitativní i nekontrolované studie, čímž urychluje objevy v biomedicíně, potravinářství i biotechnologiích.

Reference

1. GC-MS Data Sheet No. 104 (LAAN-J-MS-E104)
2. Technical Report C146-E315, RIKEN Center for Sustainable Resource Science
3. Technical Report C146-E243, NEDO project, Kyoto University IMS