Selective and sensitive quantification of glucagon in human plasma using microflow LC/Q-TOF MS

Význam tématu

Glukagon je klíčový peptidový hormon regulující hladinu krevní glukózy a jeho přesná kvantifikace v lidské plazmě má zásadní význam pro výzkum diabetu a dalších metabolických onemocnění. Metody imunoanalýzy jsou často ovlivněné křížovou reaktivitou s podobnými peptidy. Vysoce selektivní a citlivé kvantifikace glukagonu pomocí mikroflow LC/Q-TOF MS nabízí řešení, které kombinuje robustnost, vysoké rozlišení a nízké detekční limity.

Cíle a přehled studie

Studie si kladla za cíl:

• Vyvinout zjednodušený protokol pro přípravu vzorku lidské plazmy na bázi SPE.
• Optimalizovat mikroflow kapalinovou chromatografii a Q-TOF hmotnostní spektrometrii pro selektivní detekci glukagonu.
• Ověřit citlivost, přesnost a reprodukovatelnost metody na standardních a plazmatických vzorcích.

Použitá instrumentace

Pro analýzu byly použity:

• Kapalinový chromatograf Nexera Mikros se systémem mikroflow LC (flow rate 3 μl/min).
• Trap column L-Column2 C8 (0,2×100 mm, 5 μm) a analytická kolona HALO C18 (0,2×100 mm, 2,7 μm).
• Q-TOF hmotnostní spektrometr LCMS-9030 (Shimadzu) s mikroflow ESI, rozlišení >30 000 FWHM, hmotnostná přesnost 1 ppm.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala:

• Detekci glukagonu ve formě nabitých iontů (charge states 3+ až 5+) bez interferencí glukagon-příbuzných peptidů.
• Desetinásobné zvýšení citlivosti mikroflow LC-ESI oproti semi-mikroflow režimu.
• Limit detekce glukagonu pod 10 pM, což umožňuje měřit endogenní glukagon v plazmě (běžné koncentrace 10–50 pM).
• Vysokou přesnost (93–104 %) a nízkou relační standardní odchylku (<5 %) v rozsahu 10–1000 pM.

Přínosy a praktické využití metody

Nově vyvinutý postup umožňuje:

• Spolehlivé sledování glukagonu u pacientů s poruchou glukózové homeostázy.
• Využití v preklinickém výzkumu, farmakokinetice peptidových léků a v laboratořích QA/QC průmyslové analytiky.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může směřovat k:

• Automatizaci přípravy vzorků a miniaturizaci celého workflow pro vyšší propustnost.
• Rozšíření metody na multiplexní kvantifikaci peptidových hormonů (GLP-1, oxyntomodulin).
• Integraci s nástroji umělé inteligence pro rychlejší zpracování a interpretaci dat.

Závěr

Vyvinutá mikroflow LC/Q-TOF MS metoda představuje výrazný krok vpřed v přesné a selektivní kvantifikaci glukagonu v lidské plazmě. Kombinace zjednodušené přípravy vzorku, vysokého rozlišení a citlivosti umožňuje detekovat endogenní hladiny glukagonu pod 10 pM s vynikající přesností, což otevírá nové možnosti v klinickém i výzkumném prostředí.

Reference

• Kudo T., Fukui W., Matsubara T.: Selective and sensitive quantification of glucagon in human plasma using microflow LC/Q-TOF MS, Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan.
• Shimadzu LCMS-9030 User Manual, Shimadzu Corporation.