LipidQuan: HILIC-Based LC-MS/MS High-Throughput Targeted Phospholipids Screen (PE, LPE, PG, and PI)

Význam tématu

Glycerofosfolipidy jako PE, PG, PI a jejich lyzoderiváty hrají zásadní roli ve struktuře biologických membrán a signalizaci. Přesná kvantifikace těchto lipidů je klíčová pro výzkum metabolických a neurodegenerativních onemocnění. Moderní lipidomické metody čelí výzvám v podobě izomerických a izobarických interferencí.

Cíle a přehled studie

Studie představuje platformu LipidQuan založenou na HILIC-LC-MS/MS pro cílenou vysokoprůchodovou analýzu 112 fosfolipidů (11 LPE, 47 PE, 21 PG, 33 PI) v lidské plasmě. Cílem je dosáhnout rychlé, citlivé a specifické kvantifikace v osmiminutovém běhu.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: lidská plazma s přídavkem stabilně značených standardů v řadě koncentrací. Extrakce: precipitace bílkovin isopropanolem (1:5), následuje vícenásobné chladicí kroky a centrifugace. Chromatografie: HILIC na ACQUITY UPLC I-Class s kolonkou BEH Amide (2,1×100 mm, 1,7 µm), gradientní eluce v čase 8 min. MS detekce: Xevo TQ-XS, TQ-S a TQ-S micro, ESI v pozitivním i negativním módu, akvizice v MRM. Data zpracována v TargetLynx a Skyline.

Hlavní výsledky a diskuse

LipidQuan metodika umožnila chromatografické oddělení tříd lipidů (PG po 1,21 min, PE 1,62 min, LPE 2,34 min, PI 2,40 min) a spolehlivou detekci 112 cílových lipidů ve čtyřech řádech dynamického rozsahu. Použití jediného stabilně značeného standardu na třídu výrazně snížilo náklady. Metoda prokázala linearitu R2 >0,95 a meziopakovatelné CV <30 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza až 112 fosfolipidů v rámci jediné osmiminutové sekvence
• Minimalizace izomerických a izobarických interferencí díky HILIC separaci
• Snížení nákladů na standardy díky použití jednoho značeného standardu na třídu
• Jednoduchý přenos metody mezi laboratořemi s hotovou Quanpedia metodou

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na další lipidové třídy a malé molekuly
• Integrace s vysokorozlišovacími a iontově mobilními technikami
• Automatizace přípravy vzorků a zpracování dat pomocí pokročilých bioinformatických nástrojů
• Multiomické přístupy spojující lipidomiku s proteomikou a metabolomikou

Závěr

Platforma LipidQuan představuje robustní, rychlou a nákladově efektivní workflow pro cílenou kvantifikaci fosfolipidů v biologických vzorcích. Díky HILIC separaci, MRM detekci a optimalizovanému použití stabilně značených standardů je metoda ideální pro výzkum i rutinní QA/QC laboratorní provoz.

Reference

1. Calzada E, Onguka O, Claypool SM. Phosphatidylethanolamine Metabolism in Health and Disease. International Review of Cell and Molecular Biology 321:29–88, 2016
2. Tracey TJ, Steyn FJ, Wolvetang EJ, Ngo ST. Neuronal Lipid Metabolism: Multiple Pathways Driving Functional Outcomes in Health and Disease. Frontiers in Molecular Neuroscience 11:10, 2018
3. Cifkova E, Holcapek M, Lisa M, Ovcacikova M, Lycka A, Lynen F, Sandra P. Nontargeted Quantitation of Lipid Classes Using Hydrophilic Interaction LC-ESI MS with Single Internal Standard and Response Factor Approach. Analytical Chemistry 84(22):10064–10070, 2012