High Sensitivity Analysis of Steroid Hormones with modified ESI to improve desolvation efficiency

Význam tématu

Steroidiální hormony mají klíčovou roli v regulaci metabolismu, reprodukčních funkcí, neurotransmise a kardiovaskulárního systému. Jejich nízké hladiny v určitých skupinách pacientů, jako jsou děti nebo postmenopauzální ženy, vyžadují vysoce citlivé analytické metody. Zlepšení desolvatace v ESI zdroji může výrazně zvýšit citlivost LC-MS/MS analýzy těchto látek.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit metodu pro kvantifikaci panelu steroidních hormonů v lidské sérii s maximální citlivostí. K vyhodnocení byla použita nově navržená ionizátorová jednotka IonFocus Unit instalovaná na LCMS-8060NX a porovnána s konvenčním zdrojem.

Použitá instrumentace

• UHPLC systém Nexera X2 s kolónou Shim-pack Velox Biphenyl (50×3,0 mm, 2,7 µm)
• Hmotnostní spektrometr LCMS-8060NX s IonFocus Unit (ESI, pozitivní/negativní ionizace)
• Přívod plynu: ohřívací plyn 10–25 L/min, sušící plyn 10 L/min, nebulizační plyn 3 L/min

Použitá metodika

• Příprava vzorku: k 200 µL séra bylo přidáno 800 µL methanolu, po vortexu a centrifugaci se supernatant vysušil a rekonstituoval v 50% methanolu.
• Mobilní fáze: A) 0,2 mmol/L fluorid amonný ve vodě, B) 0,2 mmol/L fluorid amonný v acetonitrilu; průtok 0,8 mL/min, injekce 30 µL, teplota kolony 30 °C.
• IonFocus Unit: vylepšený ESI ohřívač se síťovanými částmi pro lepší přenos tepla, možnost zvýšení průtoku ohřívacího plynu až na 25 L/min.
• MRM režim pro kvantifikaci 12 steroidů, optimalizované přechody kvantifikace a kvalifikace.

Hlavní výsledky a diskuse

Zvýšení teploty rozhraní (200–400 °C) a průtoku ohřívacího plynu vedlo k obecně vyšší intenzitě signálu u 11 ze 12 sledovaných hormonů. Nejvýraznější zlepšení bylo u DHEA, kde se při průtoku LC pumpy 1,5 mL/min zvýšil signál až 3× oproti běžnému zdroji. Analýza lidské séra ukázala detekci devíti hormonů včetně nízkokoncentrovaného DHEA bez nutnosti komplikované extrakce.

Přínosy a praktické využití

Vylepšená desolvatace umožňuje analýzu steroidů v malých objemech vzorku, což je zásadní v pediatrii, geriatrické či onkologické praxi. Metoda podporuje klinický výzkum a QA/QC laboratoře při monitoringu endokrinních onemocnění a terapeutických intervenčí.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další optimalizace ionizačního zdroje pro širší škálu polárních i nepolárních analyz.
• Integrace on-line předúprav vzorku a microflow aplikací pro vyšší účinnost a úsporu vzorků.
• Rozvoj metodiky pro kvantifikaci steroidů v jiných biologických matricích (sliny, moči, tkáňové extrakty).

Závěr

Nově vyvinutá IonFocus Unit na LCMS-8060NX prokázala výrazné zlepšení citlivosti steroidní analýzy díky efektivnější desolvataci. Metoda umožňuje spolehlivou detekci i velmi nízkých hladin hormonů bez náročné předúpravy, což rozšiřuje možnosti klinického a výzkumného použití.

Reference

• Uno Yuki, Toji Yohei, Inohana Yusuke, Kudo Tomoya, Mukaibatake Kazuo: High Sensitivity Analysis of Steroid Hormones with modified ESI to improve desolvation efficiency, Shimadzu Corporation.