Utilizing UPLC Separation to Enable the Analysis of 19 Steroid Hormones in Serum for Clinical Research
Aplikace | 2020 | WatersInstrumentace
Steroidní hormony zprostředkovávají klíčové fyziologické procesy, včetně metabolismu, zánětlivých a imunitních reakcí, rovnováhy elektrolytů a vývoje pohlavních znaků. Jejich poruchy mohou indikovat široké spektrum onemocnění. Tradiční imunochemické testy často trpí průnikem interferencí a nevhodnou specifitou, což omezuje jejich spolehlivost při kvantifikaci mnoha strukturálně podobných látek. Vysoce výkonná kapalinová chromatografie v kombinaci s tandemovou hmotnostní spektrometrií (UPLC-MS/MS) nabízí vysokou selektivitu, citlivost a přesnost potřebnou pro rozsáhlé klinické i výzkumné aplikace.
Cílem bylo vyvinout a validovat metodu UPLC-MS/MS pro simultánní separaci a kvantifikaci 19 steroidních hormonů z lidského séra o objemu pouhých 200 µl. Klíčové požadavky zahrnovaly rozlišení izobarických sloučenin, minimální úroveň detekce a robustní výkon na hmotnostním spektrometru Xevo TQ-XS.
Pro přípravu vzorku byla použita extrakce tekutá/tekutá s ethylacetát/hexanem a stabilně značené interní standardy. Po centrifugaci se organická fáze odpařila a vzorky se rekonstituovaly ve vodno-methanolovém roztoku s fluoridem amonným. Chromatografii zajišťoval systém ACQUITY UPLC I-Class PLUS se sloupci ACQUITY UPLC BEH C8 (1,7 µm, 2,1 × 50 mm) a VanGuard BEH C8 (1,7 µm, 2,1 × 5 mm) s gradientem vody, methanolu a fluoridu amonného. Detekce probíhala na hmotnostním spektrometru Waters Xevo TQ-XS v režimu MRM.
Metoda umožnila kompletní rozlišení všech izobarických párů (např. aldosteron vs. kortizol vs. kortison, 21-deoxykortisol vs. kortikosteron vs. 11-deoxykortisol) s produkční dobou pod 10 minut na jedno injektování. Kalibrační křivky vykazovaly koeficienty determinace r² > 0,99 ve zkoumaných koncentracích. Celková přesnost metody (CV) se pohybovala pod 20 % v nízkých, středních i vysokých úrovních, analytická citlivost dosahovala S/N > 10 pro všechny hormony a extrakční výtěžnost byla v rozmezí 60–80 %.
Vyvinutá UPLC-MS/MS metoda nabízí rychlou, selektivní a citlivou analýzu 19 steroidních hormonů z malého objemu séra. Dosahuje vynikajících parametrů lineárity, přesnosti i obnovy a je připravena pro náročné klinické a výzkumné aplikace.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Steroidní hormony zprostředkovávají klíčové fyziologické procesy, včetně metabolismu, zánětlivých a imunitních reakcí, rovnováhy elektrolytů a vývoje pohlavních znaků. Jejich poruchy mohou indikovat široké spektrum onemocnění. Tradiční imunochemické testy často trpí průnikem interferencí a nevhodnou specifitou, což omezuje jejich spolehlivost při kvantifikaci mnoha strukturálně podobných látek. Vysoce výkonná kapalinová chromatografie v kombinaci s tandemovou hmotnostní spektrometrií (UPLC-MS/MS) nabízí vysokou selektivitu, citlivost a přesnost potřebnou pro rozsáhlé klinické i výzkumné aplikace.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo vyvinout a validovat metodu UPLC-MS/MS pro simultánní separaci a kvantifikaci 19 steroidních hormonů z lidského séra o objemu pouhých 200 µl. Klíčové požadavky zahrnovaly rozlišení izobarických sloučenin, minimální úroveň detekce a robustní výkon na hmotnostním spektrometru Xevo TQ-XS.
Použitá metodika a instrumentace
Pro přípravu vzorku byla použita extrakce tekutá/tekutá s ethylacetát/hexanem a stabilně značené interní standardy. Po centrifugaci se organická fáze odpařila a vzorky se rekonstituovaly ve vodno-methanolovém roztoku s fluoridem amonným. Chromatografii zajišťoval systém ACQUITY UPLC I-Class PLUS se sloupci ACQUITY UPLC BEH C8 (1,7 µm, 2,1 × 50 mm) a VanGuard BEH C8 (1,7 µm, 2,1 × 5 mm) s gradientem vody, methanolu a fluoridu amonného. Detekce probíhala na hmotnostním spektrometru Waters Xevo TQ-XS v režimu MRM.
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda umožnila kompletní rozlišení všech izobarických párů (např. aldosteron vs. kortizol vs. kortison, 21-deoxykortisol vs. kortikosteron vs. 11-deoxykortisol) s produkční dobou pod 10 minut na jedno injektování. Kalibrační křivky vykazovaly koeficienty determinace r² > 0,99 ve zkoumaných koncentracích. Celková přesnost metody (CV) se pohybovala pod 20 % v nízkých, středních i vysokých úrovních, analytická citlivost dosahovala S/N > 10 pro všechny hormony a extrakční výtěžnost byla v rozmezí 60–80 %.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá analýza pod 10 minut pro 19 látek najednou.
- Nízký objem vzorku (200 µl) vhodný pro klinické studie s omezeným vzorkem.
- Vysoká selektivita i citlivost díky separaci izobarů a MRM detekci.
- Robustnost a opakovatelnost vhodná pro rutinní rutinní provoz v laboratoři.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření panelu o další steroidy či metabolity pro komplexnější metabolický profil.
- Automatizace přípravy vzorku a vyšší propustnost v rámci klinických laboratoří.
- Integrace s datovými platformami pro pokročilou bioinformatickou analýzu.
- Potenciální využití v diagnostických aplikacích, personalizované medicíně a farmakokinetice.
Závěr
Vyvinutá UPLC-MS/MS metoda nabízí rychlou, selektivní a citlivou analýzu 19 steroidních hormonů z malého objemu séra. Dosahuje vynikajících parametrů lineárity, přesnosti i obnovy a je připravena pro náročné klinické a výzkumné aplikace.
Reference
- Waters Corporation. 2020. Technology Brief: Utilizing UPLC Separation to Enable the Analysis of 19 Steroid Hormones in Serum for Clinical Research. 720006872EN.
Podobná PDF
Ultra-Low Level Analysis of Aldosterone in Plasma Using the Xevo TQ-XS for Clinical Research
2019|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Ultra-Low Level Analysis of Aldosterone in Plasma Using the Xevo TQ-XS for Clinical Research Dominic Foley and Lisa Calton Waters Corporation, Wilmslow, UK APPLICATION BENEFITS ■■ ■■ Analytical selectivity of the Aldosterone is a mineralocorticoid steroid…
Klíčová slova
aldosterone, aldosteronexevo, xevoeqa, eqamean, meanstripped, strippedclinical, clinicalplasma, plasmavanguard, vanguardlow, lowresearch, researchagreement, agreementserum, serumlevel, levelmethod, methodultra
Analysis of Corticosteroids and Androgens in Serum for Clinical Research
2017|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Analysis of Corticosteroids and Androgens in Serum for Clinical Research Dominic Foley and Lisa Calton Waters Corporation, Wilmslow, UK APPLICATION BENEFITS ■■ ■■ Analytical selectivity of the Steroid hormones encompass a large class of small molecules…
Klíčová slova
mean, meancortisol, cortisoleqa, eqadheas, dheasandrostenedione, androstenedionetestosterone, testosteroneandrogens, androgensnmol, nmolcorticosteroids, corticosteroidsclinical, clinicaldifference, differenceagreement, agreementserum, serumresearch, researchsteroid
Absolute Analytical Sensitivity Utilizing the new Xevo™ TQ Absolute IVD for the UPLC™- MS/MS Analysis of a Panel of Steroid Hormones for Clinical Research
2023|Waters|Aplikace
Application Note Absolute Analytical Sensitivity Utilizing the new Xevo™ TQ Absolute IVD for the UPLC™MS/MS Analysis of a Panel of Steroid Hormones for Clinical Research Robert Wardle, Dominic Foley, Gareth Hammond Waters Corporation For research use only. Not for use…
Klíčová slova
absolute, absoluteivd, ivdhormones, hormonessteroid, steroidxevo, xevoclinical, clinicalpanel, panelutilizing, utilizinguplc, uplcresearch, researchsensitivity, sensitivityanalytical, analyticalnew, newanalysis, analysisselective
Rapid UPLC-MS/MS Dried Blood Spot Analysis of Steroid Hormones for Clinical Research
2019|Waters|Aplikace
[ TECHNOLOGY BRIEF ] Rapid UPLC-MS/MS Dried Blood Spot Analysis of Steroid Hormones for Clinical Research Dominic Foley, Heather Brown, and Lisa Calton Waters Corporation, Wilmslow, UK Rapid separation and analysis of steroid hormones in dried blood spots was achieved…
Klíčová slova
steroid, steroidhormones, hormonesuplc, uplcdried, driedspots, spotsblood, bloodandrostenedione, androstenedionelbas, lbasbrief, briefdbs, dbscortisol, cortisolacquity, acquityortisol, ortisolclass, classrapid