Articolo metodologico

Un approccio basato sulla cromatografia liquida e la spettrometria di massa per l'analisi dei metaboliti di S. aureus

28 novembre 2025

In questo articolo

Abstract

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Fonte: Samuels, D. J., et al. Un approccio basato su cromatografia liquida tandem e spettrometria di massa per l'analisi dei metaboliti dello Staphylococcus aureus. J. Vis. Esp. (2017)

Questo video dimostra l'uso della cromatografia liquida–spettrometria di massa per identificare e quantificare i metaboliti intracellulari di S. aureus. Descrive le fasi coinvolte nell'estrazione dei metaboliti, nella normalizzazione dei peptidi, nella cromatografia liquida e nell'analisi della spettrometria di massa.

Protocollo

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1. Estrazione dei metaboliti

  1. Lo scongelamento campioni su ghiaccio umido e la disorganizzazione delle celle in un omogeneizzatore con quattro scoppi da 30 secondi a 6.000 giri/min, con periodi di raffreddamento di 2 minuti su ghiaccio secco tra un ciclo e l'altro.
  2. Chiarire i lisati per 15 minuti in una microcentrifuga refrigerata e pre-raffreddata alla massima velocità (ovvero 18.213 x g a ≤4 °C).
  3. Trasferisci il sovrantantante in un tubo pulito per microcentrifuga.
  4. Utilizzando una micropipetta, trasferire una piccola porzione del campione in un tubo microcentrifuga per la quantificazione del contenuto residuo di peptidi nel passaggio 2; conservare il resto a -80 °C.
    NOTA: Il volume del campione riservato varia a seconda del saggio sull'acido bicinconinico (BCA) utilizzato nello step 2.1. Questo campione dovrebbe essere conservato su ghiaccio umido per un'analisi immediata o congelato a -80 °C.

2. Saggio sull'Acido Bicinconinico (BCA)

  1. Eseguire un test BCA come raccomandato dal produttore del kit, utilizzando campioni dello step 1.4 per determinare la concentrazione residua di peptidi per ciascun campione.

3. Cromatografia liquida-Spettrometria di massa (LC-MS)

  1. Miscela 75 μL di estratto di Staphylococcus aureus (S. aureus) con 75 μL di solvente LC-MS B, preparato nello step 1.4.
  2. Vortice da mescolare e centrifugare a 13.000 x g per 5 minuti.
  3. Inserire 100 μL di sovrantantante in una fiala per cromatografia liquida (LC) e tapparla. Assicurati che nessuna bolla d'aria sia intrappolata nel campione.
  4. Carica le fiale LC sull'autocampionatore LC-MS e modifica la lista in esecuzione nel software "Offline Worklist Editor."
    1. Compila le colonne "Nome Campione" (ad esempio, tipo wild-1), "Posizione del Campione" (ad esempio, P1-A1), "Metodo" (ad esempio, Metodo Acido Formico Negativo) e "File Dati" (ad esempio, tipo selvaggio 1). Clicca sul pulsante "Salva lista di lavoro". Apri il software "Mass Spectrometry Data Acquisition Workstation" e inserisci la lista di lavoro precedentemente salvata. Clicca sul pulsante "Avvia Esecuzione della Lista Lavoro" per avviare la misurazione continua LC-MS.
  5. Separare i campioni su una colonna, collegare la colonna a uno spettrometro del tempo di volo (TOF) e accoppiare lo spettrometro TOF con il sistema LC. Usa un gradiente di fase mobile come segue: 0-2 min, 85% solvente B; 3-5 minuti, 80% solvente B; 6-7 minuti, 75% solvente B; 8-9 minuti, 70% solvente B; 10-11,1 minuti, 50% solvente B; 11,1-14 min, 20% solvente B; e 14,1-24 min, 5% di solvente B; terminare con un periodo di riequilibrio di 10 minuti all'85% di solvente B e una portata di 0,4 mL min-1.
  6. Utilizzando una pompa isocratica, infondere una soluzione di massa di riferimento nella pista per permettere la calibrazione simultanea degli assi di massa.
    NOTA: Questo passaggio si basa sul manuale standard dello spettrometro TOF.
    1. Utilizzare la miscela di acido acetico D4 e fosfazia esakis (1H,1H,3H-tetrafluoropropoxy) come soluzione di massa di riferimento per effettuare la calibrazione in tempo reale. Usa la pompa isocratica con portata di 2,5 mL min-1 per l'infusione.

4. Correzione batch del conteggio degli ioni

  1. Designa qualsiasi campione come campione di riferimento per la correzione batch (ad esempio, wild-type, replica 1).
  2. Calcola la somma dei conteggi ionici per tutti i metaboliti all'interno del campione di riferimento. Ripeti questo calcolo per tutti i campioni.
  3. Dividere il conteggio totale degli ioni di ogni campione per il totale degli ioni del campione di riferimento per generare un rapporto.
  4. Dividere il conteggio di ioni per ogni metabolita all'interno di un campione per il rapporto campione/riferimento per ottenere un conteggio ionico corretto per loti per ciascun metabolito.

5. Normalizzazione dei peptidi

  1. Dividere i valori di conteggio ionico corretti per lotti per ogni campione ottenuto nel passo 4 per la concentrazione peptidica determinata con il test BCA nel passo 2 per ottenere un valore normalizzato per ciascun metabolito.
    NOTA: I conteggi ionici normalizzati e corretti per batch per ogni metabolita ottenuto nel passo 5.1 possono essere confrontati direttamente tra ceppi e sottoposti ad analisi statistica (ad esempio, un test U di Mann-Whitney). In alternativa, un metabolita noto per essere invariato sia dal trattamento che dal background genetico può essere usato come normalizzatore per rilevare cambiamenti dovuti alla decomposizione metabolitica. L'inclusione di una quantità nota di L-norvalina o acido glutarico nel tampone di estrazione può essere utilizzata per correggere la perdita durante la lavorazione del campione.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Materiali/Attrezzature   
Tubi resistenti agli urti, 2 mLUSA Scientific1420-9600 
Perle di silice, 0,1 mmBiospec Products Inc11079101Z 
Omogeneizzatore Precellys 24Strumenti BertinEQ03119-200-RD000.0 
Kit per il test delle proteine Micro BCAPierce (Termoscientifico)23235 
Colonna Cogent Diamond idruro di tipo CAgilent70000-15P-2 
Tempo di volo a massa accurata (TOF) LC-MS, serie 6200AgilentG6230B 
Quat Pump, Serie 1290AgilentG4204A 
Pompa a contenitore, serie 1290AgilentG4220A 
Trasmissione valvole, serie 1290AgilentG1107A 
Pompa isocratica, serie 1290AgilentG1310B 
TCC, Serie 1290AgilentG1316C 
Campione, Serie 1290AgilentG4226A 
Termostato, Serie 1290AgilentG1330B 
Chimico   
Soluzione salina tamponata con fosfato (pH 7,4) 10xAmbionAM9624Diluire la freschezza a 1x con acqua ultra-pura
AcetonitrileFisher ScientificA955-500Optima LC-MS
Acido formicoSigma Aldrich94318Per la spettrometria di massa, 98%
MassHunterAgilentG3337AA 
Ceppo battericoSpecieSforzoGenotipo
SRB 337Staphylococcus aureusUSA200 MSSA UAMS-1Tipo selvatico
SRB 372Staphylococcus aureusUSA200 MSSA UAMS-1ΔcodY::ehm

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