$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Mix standard e standard interni
- Prima dell'estrazione dei lipidi, è necessario preparare una miscela standard (SM) e una miscela standard interna (ISM). Per l'SM, aliquotare il volume equivalente di 1 μg di ciascuno standard (25 in totale) elencato nella tabella dei reagenti sottostante, utilizzando una siringa calibrata, in un matraccio tarato da 10 mL. Essiccare gli standard sotto azoto e ricostituire in 10 mL di acetonitrile (ACN). La concentrazione finale della miscela standard sarà di 100 pg/μL. Dividere in aliquote da 1 mL e conservare a -80°C fino al momento del bisogno.
- Da questa miscela standard, è possibile effettuare 6 diluizioni standard per un totale di 7 standard di calibrazione (1 pg/ μL, 2 pg/ μL, 5 pg/ μL, 10 pg/ μL, 20 pg/ μL, 50 pg/ μL e 100 pg/ μL). Questi standard devono essere eseguiti con ogni lotto di campioni preparati per sviluppare la curva di calibrazione utilizzata nell'analisi quantitativa.
- Per l'ISM, aliquotare il volume equivalente di 1 μg di ciascun IS (14 in totale) elencato nella tabella dei reagenti sottostante in un matraccio tarato da 10 mL, utilizzando una siringa calibrata, e asciugare sotto azoto. Ricostituire l'ISM in 10 mL di ACN e dividerlo in aliquote da 1 mL. La concentrazione finale dell'ISM dovrebbe essere di 100 pg/μL. L'ISM è sufficiente per elaborare 1000 campioni.
- Conservare l'SM e l'ISM a -80°C.
2. Raccolta di terreni e lisato cellulare
- Per ogni piastra da 10 cm di cellule aderenti (~ 1 X 107), raccogliere 3 mL di terreno in una provetta da centrifuga in vetro da 10 mL. Successivamente, lavare le cellule 2 volte con soluzione salina tamponata con fosfato (PBS). Aggiungere 1 mL di PBS alla piastra, raschiare le cellule dalla piastra e pipettare in una seconda provetta da centrifuga in vetro da 10 mL. A questo punto le cellule e i terreni possono essere conservati se la procedura non viene continuata in questo momento. Conservare i campioni a -80°C per la conservazione a lungo termine o a -20°C per meno di una settimana.
3. Estrazione di lipidi dai terreni
- I lipidi bioattivi liberi si trovano nei terreni cellulari e questi possono essere facilmente estratti con una procedura di estrazione l-l in un'unica fase. Al terreno raccolto (2.1), aggiungere 10 μl di ISM. A questo punto, 8 provette da centrifuga in vetro da 10 mL aggiuntive dovrebbero essere etichettate #0-7 per gli standard di calibrazione. Aggiungere 3 mL di PBS a ciascuna di queste provette, quindi aggiungere 10 μL dell'SM appropriato alle provette 1-7 (1-7 da 1,1).
- Lasciare che l'ISM si equilibri in ogni standard di calibrazione e campione per 10 minuti, quindi aggiungere 5 mL di etere etilico. I campioni e gli standard di calibrazione vengono quindi posti nell'agitatore a bassa velocità per 30 minuti a temperatura ambiente.
- Dopo l'agitazione, tutti gli standard di calibrazione e i campioni vengono centrifugati a 1935 x g per 10 minuti. Successivamente, utilizzando una pipetta Pasteur, trasferire la fase superiore (organica) in una nuova provetta da centrifuga in vetro da 10 ml e asciugare sotto azoto.
4. Estrazione di lipidi dal lisato cellulare
- Centrifugare i campioni di cellule nelle provette da centrifuga di vetro a 1935 X g per 5 minuti. Smaltire il surnatante; aggiungere 2 mL di PBS a ciascuna provetta e agitare brevemente. Rimuovere 25 μl di campione per la quantificazione delle proteine. La proteina totale sarà utilizzata per la normalizzazione del lisato cellulare.
- Quindi, trasferire metà della miscela di lisato/PBS in una provetta da centrifuga di vetro da 10 ml separata. Aggiungere altri 2 mL di PBS insieme a 10 μL di ISM a ciascun campione. Seguire il processo di estrazione l-l descritto per i terreni nei punti 3.2 e 3.3. Questa aliquota verrà utilizzata per misurare i lipidi liberi nelle cellule ed evitare la degradazione alcalina dei lipidi, come le prostaglandine. Questa aliquota non subirà i passaggi 4.3 e 4.4 descritti di seguito.
- La prima fase del processo di estrazione del lipide l-l esterificato richiede l'aggiunta di 5 mL di CHCl3/MeOH (2:1) a ciascuno dei campioni. I campioni vengono posti in un agitatore a bassa velocità per 30 minuti. Dopo l'agitazione, i campioni vengono centrifugati a 1935 x g per 10 minuti. Successivamente, utilizzando una pipetta Pasteur, trasferire lo strato inferiore (organico) dell'estrazione l-l in una nuova provetta da centrifuga in vetro da 10 ml e asciugare il campione sotto azoto.
- I lipidi esterificati devono essere saponificati prima della quantificazione. Una volta che i campioni sono asciutti, aggiungere 0,5 mL di 0,4N KOH in 80% MeOH a ciascuna provetta. I campioni vengono quindi incubati a 60°C per 1 ora. Dopo l'incubazione, aggiungere 2 ml di PBS. Regolare il pH a 6 con acido HCl concentrato (~30 μL). Aggiungere 10 μl di ISM a ciascun campione. Il resto della procedura è lo stesso dell'estrazione dei lipidi dai terreni e può essere seguito nei punti 3.2 e 3.3.
- Se queste estrazioni vengono eseguite contemporaneamente ai campioni di terreno, gli stessi standard di calibrazione possono essere utilizzati per sviluppare una curva di calibrazione; tuttavia, se questi campioni vengono eseguiti in un altro momento, anche gli standard di calibrazione devono essere elaborati come descritto nei punti 3.1-3.3.
5. Derivatizzazione del pentafluorilbenzilbromuro (PFB)
- Ai campioni essiccati e agli standard di calibrazione, aggiungere 100 μL di diclorometano anidro (CH2Cl2) seguiti da 100 μL di N,N-diisopropiletilammina al 20% (v/v) in CH2Cl2 anidro e infine 100 μL di PFB al 20% (v/v) in CH2Cl2 anidro.
- Dopo l'aggiunta dei reagenti di derivatizzazione, i campioni vengono agitati, incubati a 60°C per 1 ora ed essiccati sotto azoto. I campioni e gli standard di calibrazione possono essere conservati a -80°C se non vengono analizzati immediatamente o a -20°C per un massimo di una settimana.
6. Diluizione di isotopi stabili, cromatografia liquida chirale, cattura di elettroni, pressione atmosferica, ionizzazione chimica, spettrometria di massa (SID-LC-ECAPCI-MS)
- I campioni essiccati e gli standard di calibrazione vengono ricostituiti in 100 μL di esano/etanolo (97:3). L'intero campione può quindi essere trasferito nella fiala HPLC con inserto. Posizionare i campioni nell'autocampionatore raffreddato (4°C) e creare una lista di campioni per l'analisi.
- Successivamente, impostare i metodi HPLC e MS utilizzando i parametri descritti nella Tabella 1 e nella Tabella 2 di seguito. La Tabella 3 contiene informazioni specifiche sui composti, tra cui l'energia di transizione e collisione (CE) MRM per ciascun lipide, nonché il tempo di ritenzione stimato dall'analisi Waters 2695/Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra. Il CE è determinato regolando ogni singolo lipide durante lo sviluppo del metodo.
- Per la normale separazione di fase viene utilizzata una colonna Chiralpak AD-H (4,6 X 250 mm, 5 μ) riscaldata a 30°C. La fase mobile iniziale è composta per il 98% da esano e per il 2% da metanolo/isopropanolo (1:1). Dopo la separazione HPLC, il metanolo viene aggiunto dopo la colonna (0,75 mL/min) per evitare la deposizione sull'ago Corona che causerebbe una diminuzione della sensibilità. L'MS è impostato in modalità ioni negativi utilizzando la sorgente APCI. Se la fonte deve essere cambiata da ESI a APCI, assicurati di inserire un ago Corona.
- Il primo campione che dovrebbe essere eseguito è sempre un bianco di esano. In questo modo la colonna sarà bilanciata e sarà possibile verificare la presenza di contaminazioni che potrebbero interferire con lo standard di taratura e l'analisi del campione.
- La successiva esecuzione dei campioni dovrebbe essere quella dei campioni standard di calibrazione nell'ordine di 0-7 (concentrazione SM crescente). Questi standard verranno utilizzati per creare una curva di calibrazione contenente il rapporto tra l'area standard/area IS sull'asse y e la concentrazione o massa standard sull'asse x. Dall'equazione y = mx + b derivata da questo grafico, il rapporto tra area del campione/area IS (y) può essere utilizzato per determinare la quantità di campione (sconosciuta) o la concentrazione (x).
- La quantità di lipidi bioattivi presenti nei terreni può essere normalizzata al volume totale dei terreni e la quantità di lipidi presenti nel lisato cellulare può essere normalizzata al numero totale di cellule/piastra o alla quantità totale di proteine/piastra. Durante il 4.1 del protocollo devono essere prese misure per garantire che le cellule siano contate o che le proteine siano quantificate.
7. Risultati rappresentativi:
I cromatogrammi nella Figura 1 sono rappresentativi di un profilo lipidomico mirato. Il primo pannello (Figura 1A) mostra il 13- e il 9-HODE insieme ai corrispondenti 13- e 9-oxoODE, derivati dall'acido linoleico. Inoltre, nel secondo pannello viene mostrato anche il 15-oxoETE, il metabolita ossidato del 15-HETE. I due pannelli inferiori mostrano il 20-HETE e il 20-HETE-IS, [2H6]-20-HETE. La Figura 1B mostra la separazione e le transizioni uniche determinate per gli stereoisomeri HETE che derivano dall'ossidazione enzimatica di AA o dai ROS. La Figura 1C è una rappresentazione di PG, isoP e LTB4. Alcuni degli standard non hanno un IS deuterato disponibile in commercio; pertanto, per la quantificazione viene utilizzato un IS simile nel tempo di conservazione. Ad esempio, [2H8]-12(S)-HETE viene utilizzato per quantificare le specie di 11-HETE e 8-HETE oltre a 12(R)-HETE e 12(S)-HETE.
Dai cromatogrammi rappresentativi, è evidente che c'è un piccolo cambiamento nella ritenzione dell'IS deuterato rispetto allo standard non marcato. Questo passaggio a un tempo di ritenzione successivo è il risultato dell'interazione del deuterio con la colonna di fase normale. Il deuterio è più polare dell'idrogeno; Pertanto, c'è una maggiore interazione con la fase normale della colonna. Se questa separazione avvenisse utilizzando una colonna di fase invertita, lo spostamento avverrebbe a un tempo di ritenzione precedente poiché una porzione più polare avrebbe un'interazione più debole con la fase inversa.

Figura 1. Questo dato è un esempio rappresentativo di analisi lipidomica mirata. La Figura 1A mostra i cromatogrammi ionici totali (TIC) per diversi metaboliti ossidati LA e AA, tra cui 13-oxoODE e 9-oxoODE nel primo pannello, 15-oxoETE nel secondo pannello, 13-HODE e 9-HODE (pannelli 3 e 5) e 20-HETE (pannello 7). Gli HODE e il 20-HETE hanno un corrispondente IS deuterato nel pannello sottostante (4, 6 e 8). Le TIC in Figura 2B mostrano la separazione e le transizioni uniche degli stereoisomeri HETE derivati dall'AA. La Figura 2C è una rappresentazione di PG, isoP e LT. L'energia di collisione (CE), le transizioni MRM e il tempo di ritenzione (RT, min) sono stati ottimizzati utilizzando un Waters 2695 LC accoppiato a un Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra e sono elencati nella Tabella 3 per ciascun composto.
Tempo (min)
% A
% B
0
98
numero arabo
3
98
numero arabo
11
96,4
3.6
15
92
8
27
92
8
30
50
50
38
50
50
39
98
numero arabo
45
98
numero arabo
Tabella 1. Condizioni di gradiente HPLC per la separazione lipidomica in fase normale chirale. Il solvente A è composto al 100% da esani e il solvente B è metanolo/isopropanolo (1:1).
Parametro della spettrometria di massa
impostazione
fonte
APCI
modo
Ione negativo
Lunghezza del metodo
40 minuti
Larghezza di scansione MRM
0,002
m/z
Tempo di scansione MRM
0,15 secondi
Larghezza picco MRM
0,70 FWHM
Lente tubolare
164 V
Fonte CID
10 eV
Q2 Gas di collisione
1,5 unità
Temperatura del vaporizzatore
450°C
Temperatura capillare
250°C
Corrente di scarica
0 μA
Pressione del gas della guaina
25 unità
Pressione di spazzamento ionico
3 unità
Pressione ausiliaria del gas
5 unità
Tabella 2. Sopra sono elencati i parametri di spettrometria di massa ottimizzati per la misurazione dei lipidi bioattivi. Questi parametri sono presi da un Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra.
composto
transizione
CE (eV)
RT (min)
13-ossoODE
293,03 → 113,10
21
9.9
9-ossoODE
293,03 → 113,10
21
17.9
15-ossoETE
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
[
2H
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
[
2H
4]-LTB
4
339,03 → 197,10
18
32,0
PGE
2
351,03 → 271,15
18
31.2
[
2H
4]-PGE
2
355,03 → 275,15
18
31.2
PGD
2
351,03 → 271,15
25
32,5
[
2H
4]-PGD
2
355,03 → 275,15
25
32,5
8-ISO-PGE
2
351,03 → 271,15
18
37,4
11β-PGF
2
353,03 → 193,11
25
27,6
[
2H
4]-11β-PGF
2
357,03 → 197,11
25
27,6
PGF
2α
353,03 → 193,11
25
33,1
[
2H
4]-PGF
2α
357,03 → 197,11
25
33,1
8-iso-PGF
2α
353,03 → 193,11
25
34,4
[
2H
4]-
8-iso-PGF 2α
357,03 → 197,11
25
34,4
Tabella 3. Questa tabella elenca i composti rilevati nei cromatogrammi ionici totali della Figura 1A-C. La seconda colonna fornisce la transizione utilizzata per MRM/MS, la terza colonna elenca l'energia di collisione (CE, eV) e l'ultima colonna elenca il tempo di ritenzione (RT, min). I parametri sono stati ottimizzati utilizzando un modulo di separazione Waters 2695 accoppiato a un Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra.