$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. תערובות סטנדרטיות סטנדרטיות ופנימיות
- לפני מיצוי השומנים יש להכין תערובת סטנדרטית (SM) ותערובת סטנדרטית פנימית (ISM). עבור ה-SM, ציטט את הנפח המקביל של 1 מיקרוגרם מכל תקן (25 סה"כ) המפורט בטבלת הריאגנטים שלהלן, באמצעות מזרק מכויל, לבקבוק נפח של 10 מ"ל. לייבש את התקנים תחת חנקן ולהרכיב מחדש ב-10 מ"ל אצטוניטריל (ACN). הריכוז הסופי של התערובת הסטנדרטית יהיה 100 pg/μL. מחלקים ל-1 מ"ל ושומרים ב-80 מעלות צלזיוס עד הצורך.
- מתמהיל סטנדרטי זה, ניתן לבצע 6 דילולים סטנדרטיים בסך הכל 7 תקני כיול (1 pg/μL, 2 pg/μL, 5 pg/μL, 10 pg/μL, 20 pg/μL, 50 pg/μL ו-100 pg/μL). תקנים אלה אמורים להיות מופעלים עם כל אצווה של דגימות שהוכנו לפיתוח עקומת הכיול המשמשת בניתוח כמותני.
- עבור ה-ISM, ציין את הנפח השווה ערך של 1 מיקרוגרם מכל IS (14 בסך הכל) המפורט בטבלת הריאגנטים למטה לבקבוק נפח של 10 מ"ל, באמצעות מזרק מכויל, וייבש תחת חנקן. הרכיבו מחדש את ה-ISM ב-10 מ"ל של ACN וחלקו ל-1 מ"ל. הריכוז הסופי של ה-ISM צריך להיות 100 pg/μL. יש מספיק ISM כדי לעבד 1000 דגימות.
- אחסן את ה-SM וה-ISM ב-80 מעלות צלזיוס.
2. אוסף מדיה וליזאט תאים
- עבור כל צלחת של 10 ס"מ של תאים דבקים (~ 1 X 107), אסוף 3 מ"ל מדיה בצינור צנטריפוגה מזכוכית של 10 מ"ל. לאחר מכן, שטפו את התאים פעמיים במי מלח חוצצים פוספט (PBS). הוסף 1 מ"ל PBS לצלחת וגרד את התאים מהצלחת ופינט לצינור צנטריפוגה שני מזכוכית של 10 מ"ל. בשלב זה ניתן לאחסן תאים ומדיה אם ההליך לא יימשך בשלב זה. אחסן דגימות ב-80 מעלות צלזיוס לאחסון לטווח ארוך או ב-20 מעלות צלזיוס למשך פחות משבוע.
3. מיצוי שומנים ממדיה
- שומנים ביו-אקטיביים חופשיים נמצאים במדיה התאית וניתן לחלץ אותם בקלות בהליך מיצוי L-L בשלב אחד. למדיה שנאספה (2.1), הוסף 10 מיקרוליטר של ISM. בשלב זה, יש לסמן 8 צינורות צנטריפוגה נוספים מזכוכית של 10 מ"ל #0-7 לתקני הכיול. הוסף 3 מ"ל PBS לכל אחד מהצינורות הללו ולאחר מכן הוסף 10 מיקרוליטר של ה-SM המתאים לצינורות 1-7 (1-7 מ-1.1).
- אפשר ל-ISM לאזן בכל תקן כיול ולדגום למשך 10 דקות ולאחר מכן להוסיף 5 מ"ל של אתר דיאתיל. לאחר מכן הדגימות ותקני הכיול מונחים בשייקר במהירות נמוכה למשך 30 דקות בטמפרטורת החדר.
- לאחר הטלטול, כל תקני הכיול והדגימות עוברים צנטריפוגה ב-1935 x גרם למשך 10 דקות. לאחר מכן, בעזרת פיפט פסטר, העבירו את השלב העליון (אורגני) לצינור צנטריפוגה זכוכית חדש של 10 מ"ל וייבשו תחת חנקן.
4. מיצוי ליפידים מליזאט תאים
- סובב את דגימות התאים בצינורות הצנטריפוגות מזכוכית ב-1935 X g למשך 5 דקות. להיפטר מהסופרנטנט; הוסף 2 מ"ל PBS לכל צינור, ומערבולת קצרה. הסר 25 מיקרוליטר של דגימה לכימות חלבון. החלבון הכולל ישמש לנורמליזציה של ליזאט תאים.
- לאחר מכן, העבירו מחצית מתערובת הליזאט/PBS לצינור צנטריפוגה מזכוכית נפרד של 10 מ"ל. הוסף 2 מ"ל נוספים של PBS יחד עם 10 מיקרוליטר ISM לכל דגימה. עקוב אחר תהליך חילוץ l-l המתואר עבור מדיה ב-3.2 ו-3.3. אליקוט זה ישמש למדידת שומנים חופשיים בתאים ומניעת פירוק אלקליין של שומנים, כגון הפרוסטגלנדינים. אליקוט זה לא יעבור את שלבים 4.3 ו-4.4 המתוארים להלן.
- השלב הראשון בתהליך מיצוי השומן האסטרי l-l דורש תוספת של 5 מ"ל של CHCl3/MeOH (2:1) לכל אחת מהדגימות. הדגימות מוגדרות בשייקר במהירות נמוכה למשך 30 דקות. לאחר הטלטול, הדגימות עוברות צנטריפוגה בטמפרטורה של 1935 x גרם למשך 10 דקות. לאחר מכן, בעזרת פיפט פסטר, העבירו את השכבה התחתונה (האורגנית) של מיצוי l-l לצינור צנטריפוגה זכוכית חדש של 10 מ"ל וייבשו את הדגימה תחת חנקן.
- יש לסבון שומנים אסטריים לפני הכמות. לאחר שהדגימות יבשות, הוסף 0.5 מ"ל של 0.4N KOH ב-80% MeOH לכל צינור. לאחר מכן הדגימות מודגרות בטמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס למשך שעה. לאחר הדגירה מוסיפים 2 מ"ל PBS. התאימו את ה-pH ל-6 עם חומצת HCl מרוכזת (~30 מיקרוליטר). הוסף 10 מיקרוליטר של ISM לכל דגימה. שאר ההליך זהה למיצוי שומנים ממדיה וניתן לבצע אותו ב-3.2 ו-3.3.
- אם מיצוי זה מופעל במקביל לדגימות המדיה, ניתן להשתמש באותם תקני כיול כדי לפתח עקומת כיול; עם זאת, אם דגימות אלו מופעלות במועד אחר, יש לעבד גם תקני כיול כמתואר ב-3.1-3.3.
5. נגזרת פנטפלואוריל בנזילברומיד (PFB)
- לדגימות המיובשות ולתקני הכיול, הוסף 100 מיקרוליטר של דיכלורומתאן נטול מים (CH2Cl2) ואחריו 100 מיקרוליטר של 20% (v/v) N,N-diisopropylethylamine ב-CH2Cl2 נטול מים, ולבסוף 100 מיקרוליטר של 20% (v/v) PFB ב-CH2Cl2 נטול מים.
- לאחר הוספת ריאגנטים לנגזרות, הדגימות עוברות מערבולת, מודגרות בטמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס למשך שעה ומיובשות תחת חנקן. הדגימות ותקני הכיול עשויים להיות מאוחסנים ב-80 מעלות צלזיוס אם הם לא מנותחים מיד או ב-20 מעלות צלזיוס עד שבוע.
6. דילול איזוטופ יציב כרומטוגרפיה נוזלית כיראלית לכידת אלקטרונים ניתוח ספקטרומטריית מסה יינון כימי בלחץ אטמוספרי (SID-LC-ECAPCI-MS)
- הדגימות המיובשות ותקני הכיול משוחזרים ב-100 מיקרוליטר של הקסאן/אתנול (97:3). לאחר מכן ניתן להעביר את הדגימה כולה לבקבוקון HPLC עם תוספת. הנח את הדגימות בדגימה האוטומטית המצוננת (4 מעלות צלזיוס) וצור רשימת דוגמאות לניתוח.
- לאחר מכן, הגדר את שיטות HPLC ו-MS באמצעות הפרמטרים המתוארים בטבלה 1 ובטבלה 2 להלן. טבלה 3 מכילה מידע מורכב ספציפי, כולל אנרגיית המעבר וההתנגשות של MRM (CE) עבור כל ליפיד וכן זמן השמירה המשוער מניתוח Waters 2695/Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra. ה-CE נקבע על ידי כוונון כל ליפיד בודד במהלך פיתוח השיטה.
- עמוד Chiralpak AD-H (4.6 X 250 מ"מ, 5 μ) המחומם ל-30 מעלות צלזיוס משמש להפרדת הפאזה הרגילה. השלב הנייד ההתחלתי הוא 98% הקסאן ו-2% מתנול/איזופרופנול (1:1). לאחר הפרדת ה-HPLC, מתווסף מתנול לאחר העמודה (0.75 מ"ל/דקה) כדי למנוע שקיעה על מחט הקורונה שתגרום לירידה ברגישות. ה-MS מוגדר במצב יונים שליליים באמצעות מקור APCI. אם יש צורך לשנות את המקור מ-ESI ל-APCI, הקפד להכניס מחט קורונה.
- הדגימה הראשונה שיש להריץ היא תמיד ריק הקסאן. זה יאזן את העמודה וגם יגלה אם יש זיהום כלשהו בעמודה שעלול להפריע לתקן הכיול ולניתוח הדגימה.
- הדגימות הבאות צריכות להיות דגימות תקן הכיול בסדר של 0-7 (הגדלת ריכוז SM). תקנים אלה ישמשו ליצירת עקומת כיול המכילה את היחס בין שטח סטנדרטי/שטח IS על ציר ה-y והריכוז או המסה הסטנדרטיים על ציר ה-x. מהמשוואה y = mx + b הנגזרת מתרשים זה, ניתן להשתמש ביחס בין שטח הדגימה / שטח IS (y) כדי לקבוע את כמות הדגימה (לא ידועה) או הריכוז (x).
- ניתן לנרמל את כמות השומנים הביו-אקטיביים המצויים במדיה לנפח הכולל של המדיה וניתן לנרמל את כמות השומנים המצויים בליזאט התא למספר הכולל של תאים/צלחת או לכמות החלבון/צלחת הכוללת. יש לנקוט באמצעים במהלך 4.1 של הפרוטוקול כדי להבטיח שתאים נספרים או שהחלבון מכומת.
7. תוצאות מייצגות:
הכרומטוגרמות באיור 1 מייצגות פרופיל ליפידומיקה ממוקד. הפאנל הראשון (איור 1A) מראה 13 ו-9-HODE יחד עם 13 ו-9-oxoODE המתאימים, שמקורם בחומצה לינולאית. בנוסף, 15-oxoETE, המטבוליט המחומצן של 15-HETE מוצג גם בפאנל השני. שני הפאנלים התחתונים מציגים 20-HETE ו-20-HETE-IS, [2H6]-20-HETE. איור 1B מציג את ההפרדה והמעברים הייחודיים שנקבעו עבור סטריאואיזומרים HETE הנובעים מחמצון אנזימטי של AA או על ידי ROS. איור 1C הוא ייצוג של PGs, isoPs ו-LTB4. לחלק מהתקנים אין ייצוב תמונה זמין מסחרית; לכן, IS הדומה בזמן השמירה משמש לכימות. לדוגמה, [2H8]-12(S)-HETE משמש לכימות מינים של 11-HETE ו-8-HETE בנוסף ל-12(R)-HETE ו-12(S)-HETE.
מהכרומטוגרמות המייצגות, ניכר שיש שינוי קטן בשימור ה-IS המנותק בהשוואה לתקן הלא מסומן. מעבר זה לזמן שמירה מאוחר יותר הוא תוצאה של אינטראקציה של דאוטריום עם עמודת הפאזה הרגילה. דאוטריום הוא קוטבי יותר ממימן; לכן, יש אינטראקציה חזקה יותר עם השלב הרגיל של העמודה. אם הפרדה זו הייתה מתרחשת באמצעות עמודת פאזה הפוכה, המעבר היה לזמן שמירה מוקדם יותר מכיוון שלחלק קוטבי יותר תהיה אינטראקציה חלשה יותר עם הפאזה ההפוכה.

איור 1. נתון זה הוא דוגמה מייצגת לניתוח ליפידומיקה ממוקד. איור 1A מציג את סך כרומטוגרמות היונים (TIC) עבור מספר מטבוליטים מחומצנים LA ו-AA כולל 13-oxoODE ו-9-oxoODE בפאנל הראשון, 15-oxoETE בפאנל השני, 13-HODE ו-9-HODE (פאנלים 3 ו-5) ו-20-HETE (פאנל 7). ל-HODEs ול-20-HETE יש IS deuterated תואם בפאנל למטה (4, 6 ו-8). ה-TICs באיור 2B מראים את ההפרדה והמעברים הייחודיים של סטריאואיזומרים HETE שמקורם ב-AA. איור 2C הוא ייצוג של PGs, isoPs ו-LTs. אנרגיית ההתנגשות (CE), מעברי MRM וזמן השמירה (RT, min) עברו אופטימיזציה באמצעות Waters 2695 LC בשילוב עם Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra ומפורטים בטבלה 3 עבור כל תרכובת.
<גבול טבלה="1">
זמן (דקות)
% א
% B
0
98
2
3
98
2
11
96.4
3.6
15
92
8
27
92
8
30
50
50
38
50
50
39
98
2
45
98
2
טבלה 1. תנאי שיפוע HPLC להפרדת ליפידומיקה בשלב הנורמלי הכיראלי. ממס A הוא 100% הקסנים וממס B הוא מתנול/איזופרופנול (1:1).
<גבול טבלה="1">
פרמטר ספקטרומטריית מסה
הגדרה
מקור
APCI
מצב
יון שלילי
אורך השיטה
40 דקות
רוחב סריקה MRM
0.002
מ'/ז
זמן סריקה MRM
0.15 שניות
רוחב שיא MRM
0.70 FWHM
עדשת צינור
164 וולט
מקור: CID
10 eV
Q2 גז התנגשות
1.5 יחידות
טמפרטורת וופורייזר
450 מעלות צלזיוס
טמפרטורה נימית
250 מעלות צלזיוס
זרם פריקה
0 מיקרו-אמפר
לחץ גז נדן
25 יחידות
לחץ סחף יונים
3 יחידות
לחץ גז עזר
5 יחידות
טבלה 2. המפורטים לעיל הם פרמטרי ספקטרומטריית המסה האופטימליים למדידת שומנים ביו-אקטיביים. פרמטרים אלה נלקחים מ- Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra.
<גבול טבלה="1">
תרכובת
מעבר
CE (eV)
RT (דקות)
13-אוקסודה
293.03 → 113.10
21
9.9
9-אוקסודה
293.03 → 113.10
21
17.9
15-oxoETE
317.05 → 113.18
18
8.1
13(
R)-HODE
295.03 → 195.12
18
12.5
13(
S)-HODE
295.03 → 195.12
18
14.8
[
2H
4]-13(
S)-HODE
299.03 → 198.12
18
14.9
9(
R)-HODE
295.03 → 171.10
18
13.7
9(
S)-HODE
295.03 → 171.10
18
21.2
[
2H
4]-9(
S)-HODE
299.03 → 172.12
18
21.2
20-HETE
319.03 → 289.10
18
12.4
[
2שעות
6]-20-HETE
325.03 → 295.10
18
12.4
5(
R)-HETE
319.04 → 115.04
16
15.7
5(
S)-HETE
319.04 → 115.04
16
16.2
[
2H
8]-5(
S)-HETE
327.04 → 116.04
16
16.4
12(
R)-HETE
319.04 → 179.11
14
11.7
12(
S)-HETE
319.04 → 179.11
14
12.3
[
2H
8]-12(S)-HETE
327.13 → 184.11
14
12.5
15(
R)-HETE
319.04 → 219.12
13
12.4
15(
S)-HETE
319.04 → 219.12
13
15.9
[
2H
8]-15(
S)-HETE
327.03 → 226.12
13
16.1
11(
R)-HETE
319.04 → 167.11
16
11.1
11(
S)-HETE
319.04 → 167.11
16
12.5
8(
R)-HETE
319.04 → 155.09
16
11.7
8(
S)-HETE
319.04 → 155.09
16
12.6
LTB4
335.03 → 195.10
18
32.0
[
2ח'
4]-LTB
4
339.03 → 197.10
18
32.0
עמוד
2
351.03 → 271.15
18
31.2
[
2ח'
4]-PGE
2
355.03 → 275.15
18
31.2
PGD
2
351.03 → 271.15
25
32.5
[
2ח'
4]-PGD
2
355.03 → 275.15
25
32.5
8-איזו-PGE
2
351.03 → 271.15
18
37.4
11β-PGF
2
353.03 → 193.11
25
27.6
[
2שעות
4]-11β-PGF
2
357.03 → 197.11
25
27.6
PGF
2α
353.03 → 193.11
25
33.1
[
2שעות
4]-PGF
2α
357.03 → 197.11
25
33.1
8-איזו-PGF
2α
353.03 → 193.11
25
34.4
[
2שעות
4]-8-איזו-PGF
2α
357.03 → 197.11
25
34.4
טבלה 3. טבלה זו מפרטת את התרכובות שזוהו בכרומטוגרמות היונים הכוללות של איור 1A-C. העמודה השנייה מספקת את המעבר המשמש עבור MRM/MS, העמודה השלישית מפרטת את אנרגיית ההתנגשות (CE, eV) והעמודה האחרונה מפרטת את זמן השמירה (RT, min). הפרמטרים עברו אופטימיזציה באמצעות מודול הפרדה Waters 2695 בשילוב עם Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra.