이 프로토콜은 세포에서 유리 및 에스테르화된 생체 활성 지방산의 추출 및 분석을 보여줍니다. 지방산은 안정 동위원소 희석, 키랄 액체 크로마토그래피, 전자 포획, 대기 화학 이온화, 다중 반응 모니터링 질량 분석법(SID-LC-ECAPCI-MRM/MS)을 사용하여 정확하게 정량화됩니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
이 프로토콜은 세포에서 유리 및 에스테르화된 생체 활성 지방산의 추출 및 분석을 보여줍니다. 지방산은 안정 동위원소 희석, 키랄 액체 크로마토그래피, 전자 포획, 대기 화학 이온화, 다중 반응 모니터링 질량 분석법(SID-LC-ECAPCI-MRM/MS)을 사용하여 정확하게 정량화됩니다.
아라키돈산(AA) 및 리놀레산(LA)과 같은 지방산의 대사는 수많은 입체이성체를 포함하여 산화된 생체 활성 지질의 형성을 초래합니다1,2. 이러한 대사 산물은 유리 또는 에스테르화 지방산으로 형성될 수 있습니다. 이러한 산화된 대사 산물의 대부분은 생물학적 활성을 가지고 있으며 심혈관 및 신경 퇴행성 질환, 천식 및 암을 포함한 다양한 질병과 관련이 있습니다3-7. 산화된 생체 활성 지질은 효소 또는 활성산소종(ROS)에 의해 형성될 수 있습니다. 지방산을 대사하는 효소에는 사이클로옥시게나제(COX), 리폭시게나제(LO) 및 시토크롬 P450(CYPs)1,8이 있습니다. 효소 대사는 거울상 선택적 형성을 초래하는 반면 ROS 산화는 제품의 라세미 형성을 초래합니다.
이 프로토콜은 주로 AA 및 일부 LA 유래 생체 활성 대사 산물의 분석에 중점을 둡니다. 다른 지방산의 대사 산물에 쉽게 적용될 수 있습니다. 생체 활성 지질은 액체-액체(L-L) 추출을 사용하여 세포 용해물 또는 배지에서 추출됩니다. l-l 추출 공정 초기에는 시료 전처리 중 오류를 설명하기 위해 안정 동위원소 내부 표준물질이 추가됩니다. 안정 동위원소 희석(SID)은 또한 질량분석법(MS) 분석9 중에 대사 산물이 경험할 수 있는 이온 억제와 같은 차이를 설명합니다. 추출 후 전자 포획(EC) 시약인 펜타플루오릴벤질 브로마이드(PFB)를 사용하여 검출 감도를 높입니다10,11. 다중 반응 모니터링(MRM)은 MS 분석의 선택성을 높이는 데 사용됩니다. MS 분석 전에 키랄 순상 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 지질을 분리합니다. HPLC 조건은 모니터링된 지질12의 거울상 이성질체와 다양한 입체이성체를 분리하도록 최적화되어 있습니다. 이 특정 LC-MS 방법은 프로스타글란딘(PG), 이소프로스탄(isoP), 히드록시에이코사테트라엔산(HETE), 하이드록시옥타데카디에노산(HODE), 옥소에이코사테트라엔산(oxoETE) 및 옥소옥타데카디에노산(oxoODE)을 모니터링합니다. 그러나 HPLC 및 MS 매개변수는 모든 지방산 대사 산물을 포함하도록 최적화할 수 있습니다13.
현재 사용 가능한 대부분의 생물 분석 방법은 거울상 이성질체의 별도 정량화를 고려하지 않습니다. 이것은 대사 산물이 효소로 형성되었는지 아니면 ROS에 의해 형성되었는지 여부를 추론하려고 할 때 매우 중요합니다. 또한, 거울상 이성질체의 비율은 특정 효소 형성 경로에 대한 증거를 제공할 수 있습니다. SID를 사용하면 대사 산물을 정확하게 정량화할 수 있으며 전처리 중 샘플 손실과 이온화 중에 발생하는 차이를 설명할 수 있습니다. PFB 전자 포획 시약을 사용하면 기존 APCI 방법보다 검출 감도가 두 자릿수 증가합니다. 전반적으로 이 방법인 SID-LC-EC-대기압 화학 이온화 APCI-MRM/MS는 생체 활성 지질에 대한 가장 민감하고 선택적이며 정확한 정량 방법 중 하나입니다.
1. 표준 및 내부 표준 믹스
2. 배지 및 세포 용해물 수집
3. 미디어에서 지질 추출
4. 세포 용해물에서 지질 추출
5. 펜타플루오릴벤질브로마이드(PFB) 유도체화
6. 안정 동위원소 희석 키랄 액체 크로마토그래피, 전자 포획, 대기압, 화학 이온화, 질량 분석법(SID-LC-ECAPCI-MS) 분석
7. 대표 결과:
그림 1의 크로마토그램은 표적 지질체학 프로파일을 나타냅니다. 첫 번째 패널(그림 1A)은 리놀레산에서 파생된 해당 13 및 9-oxoODE와 함께 13-HODE 및 9-HODE를 보여줍니다. 또한, 15-HETE의 산화된 대사산물인 15-oxoETE도 두 번째 패널에 나타나 있습니다. 아래쪽 두 패널에는 20-HETE 및 20-HETE-IS, [2H6]-20-HETE가 표시됩니다. 그림 1B는 AA의 효소 산화 또는 ROS에 의한 HETE 입체이성질체에 대해 결정된 분리 및 고유한 전이를 보여줍니다. 그림 1C는 PG, isoPs 및 LTB4를 나타낸 것입니다. 일부 표준에는 상업적으로 이용 가능한 중수소 IS가 없습니다. 따라서 머무름 시간이 유사한 IS가 정량화에 사용됩니다. 예를 들어, [2H8]-12(S)-HETE는 12(R)-HETE 및 12(S)-HETE 외에 11-HETE 및 8-HETE 종을 정량화하는 데 사용됩니다.
대표적인 크로마토그램을 통해 라벨링되지 않은 표준물질과 비교하여 중수소화된 IS의 머무름에 약간의 변화가 있음이 분명합니다. 이러한 더 늦은 머무름 시간으로의 전환은 순상 컬럼과의 중수소 상호 작용의 결과입니다. 중수소는 수소보다 극성이 더 큽니다. 따라서 컬럼의 정상 위상과 더 강한 상호 작용이 있습니다. 이러한 분리가 역상 컬럼을 사용하여 이루어지는 경우, 극성이 더 높은 부분이 역상과의 상호 작용이 더 약하기 때문에 더 빠른 머무름 시간으로 전환됩니다.

그림 1. 이 수치는 표적 지질체학 분석의 대표적인 예입니다. 그림 1A는 첫 번째 패널의 13-oxoODE 및 9-oxoODE, 두 번째 패널의 15-oxoETE, 13-HODE 및 9-HODE(패널 3 및 5) 및 20-HETE(패널 7)를 포함한 여러 LA 및 AA 산화 대사산물에 대한 총 이온 크로마토그램(TIC)을 보여줍니다. HODE 및 20-HETE는 아래 패널(4, 6 및 8)에 해당 중수소 IS가 있습니다. 그림 2B의 TIC는 AA에서 파생된 HETE 입체이성체의 분리 및 고유한 전이를 보여줍니다. 그림 2C는 PG, isoP 및 LT를 나타낸 것입니다. 충돌 에너지(CE), MRM 전이 및 머무름 시간(RT, min)은 Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra에 결합된 Waters 2695 LC를 사용하여 최적화되었으며 각 화합물에 대해 표 3에 나열되어 있습니다.
표 1. 키랄 정상상 지질체학 분리를 위한 HPLC 그래디언트 조건. 용매 A는 100% 헥산이고 용매 B는 메탄올/이소프로판올(1:1)입니다.
<테이블 테두리="1"> 질량 분석기 파라미터 설정 근원 APCI (태평양 표준시) 모드 음이온 방법 길이 40분 MRM 스캔 폭 0.002m/z MRM 스캔 시간 0.15 초 MRM 피크 폭 0.70 FWHM 튜브 렌즈 164 볼트 출처: CID 10 eV Q2 충돌 가스 1.5 유닛 기화기 온도 450°C 모세관 온도 250°C 방전 전류 0 μA 칼집 가스 압력 25대 이온 스윕 압력 3 유닛 보조 가스 압력 5대표 2. 위에는 생체 활성 지질 측정을 위해 최적화된 질량 분석 파라미터가 나열되어 있습니다. 이러한 매개변수는 Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra에서 가져온 것입니다.
<테이블 테두리="1"> 화합물 전이 세륨 (eV) RT (분) 13-옥소드 293.03 → 113.10 21분 9.9 조 9-옥소드 293.03 → 113.10 21분 17.9 15-옥소ETE 317.05 → 113.18 18분 8.1 13(R)-호드 295.03 → 195.12 18분 12.5 13(S)-호드 295.03 → 195.12 18분 14.8 [2H4] -13 (S) -HODE 299.03 → 198.12 18분 14.9월 9(R)-호드 295.03 → 171.10 18분 13.7 9(S)-호드 295.03 → 171.10 18분 21.2 [2H4] -9 (S) -HODE 299.03 → 172.12 18분 21.2 20-헤테 319.03 → 289.10 18분 12.4 [2H6] - 20 - 헤테 325.03 → 295.10 18분 12.4 5(R)-HETE 319.04 → 115.04 16세 15.7 5(S)-HETE 319.04 → 115.04 16세 16.2 [2H8] -5 (S) -HETE 327.04 → 116.04 16세 16.4년 12(R)-헤테 319.04 → 179.11 14분 11.7년 12(S)-헤테 319.04 → 179.11 14분 12.3년 [2H8] -12 (S) -HETE 327.13 → 184.11 14분 12.5 15(R)-HETE 319.04 → 219.12 13세 12.4 15(S)-헤테 319.04 → 219.12 13세 15.9 호 [2H8] -15 (S) -HETE 327.03 → 226.12 13세 16.1 11(R)-헤테 319.04 → 167.11 16세 11.1 11(S)-헤테 319.04 → 167.11 16세 12.5 8(R)-HETE 319.04 → 155.09 16세 11.7년 8(S)-헤테 319.04 → 155.09 16세 12.6 LTB4 335.03 → 195.10 18분 32.0년 [2시간4]-LTB4 339.03 → 197.10 18분 32.0년 페이지2 351.03 → 271.15 18분 31.2년 [2H4]-PGE2 355.03 → 275.15 18분 31.2년 PGD2 (중부) 351.03 → 271.15 25분 32.5 조 [2H4]-PGD2 355.03 → 275.15 25분 32.5 조 재질 보기 8-iso-PGE 2 351.03 → 271.15 18분 37.4 재질 보기 11β-PGF2 353.03 → 193.11 25분 27.6 [2H4] -11β-PGF2 357.03 → 197.11 25분 27.6 PGF2α 353.03 → 193.11 25분 33.1 [2H4] -PGF2α 357.03 → 197.11 25분 33.1 8-iso-PGF2α 353.03 → 193.11 25분 34.4 [2H4] -8- iso-PGF 2α 357.03 → 197.11 25분 34.4표 3. 이 표에는 그림 1A-C의 총 이온 크로마토그램에서 검출된 화합물이 나열되어 있습니다. 두 번째 열은 MRM/MS에 사용되는 전이를 제공하고, 세 번째 열에는 충돌 에너지(CE, eV)가 나열되며, 마지막 열에는 머무름 시간(RT, min)이 나열됩니다. 매개변수는 Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra에 결합된 Waters 2695 분리 모듈을 사용하여 최적화되었습니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이 프로토콜에 사용된 표준 및 내부 표준은 표적 지질체학 방법을 나타냅니다. A: LC-MS 분석에는 Waters 2695 분리 모듈과 Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra가 사용되었으며 최적의 파라미터 설정은 표 1 및 2에서 확인할 수 있습니다. 또한 이 추출 프로토콜은 부착 세포용으로 설계되었지만 소변, 혈액 및 조직을 포함한 다른 생물학적 매트릭스뿐만 아니라 다른 세포 유형에 대해 수정될 수 있습니다. 많은 지질 표준이 상업적으로 이용 가능하며 이 분석에 통합될 수 있습니다. 유도체화 절차의 경우 무수 용매와 최고 순도 N,N-디이소프로필에틸아민을 사용하는 것이 중요합니다. LC-MS 분석의 경우 최고 순도의 용매를 사용하는 것도 중요합니다. 이러한 용매는 시약 목록에 나열되어 있습니다. 메탄올의 사후 컬럼 첨가는 코로나 바늘에 증착이 축적되는 것을 방지하는 데에도 중요하므로 분석법의 감도를 크게 감소시킵니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이해 상충이 선언되지 않았습니다.
생체 활성 지질 측정에 사용할 수 있는 대부분의 최신 생물 분석 방법은 키랄 순상 크로마토그래피 또는 SID를 포함하지 않기 때문에 광범위하지 않습니다. 키랄 순상 LC는 거울상 이성질체의 분리와 효소 또는 ROS 매개 대사를 구별할 수 있는 능력에 중요합니다. SID를 사용하면 추출 또는 분석 중에 발생하는 인적 오류나 합병증이 정량화 중에 고려됩니다. ECAPCI-MRM과 함께 이러한 추가 성분으로 인해 이 방법은 생체 활성 지질 분석에 사용할 수 있는 가장 민감하고 선택적인 방법입니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 5-oxo-6E,8Z,11Z,14Z-eicosatetraenoic-6,8,9,11,12,14,15-d7 산 | 케이맨 화학 | 334250 | [2H7]-5-ox–TE 내부 표준 |
| 5S-hydroxy-6E,8Z,11Z,14Z-eicosatetraenoic-5,6,8,9,11,12,14,15-d8 산 | 케이맨 화학 | 334230 | [2H8]-5(S)-HETE 내부 표준 |
| 12S-하이드록시-5Z,8Z,10E,14Z-에이코사테트라렌산-5,6,8,9,11,12,14,15-d8 산 | 케이맨 화학 | 334570 | [2H8]-12(S)-HETE 내부 표준 |
| 15S-하이드록시-5Z,8Z,11Z,13E-에이코사테트라엔산-5,6,8,9,11,12,14,15-d8 산 | 케이맨 화학 | 334720 | [2H8]-15(S)-HETE 내부 표준 |
| 20-hydroxy-5Z,8Z,11Z,14Z-eicosatetraenoic-16,16,17,18,18-d6 acid | Cayman Chemical | 390030 | [2H6]-20-HETE 내부 표준 |
| 9S-hydroxy-10E,12Z-octadecadienoic-9,10,12,13-d4 acid | Cayman Chemical | 338410 | [2H4]-9(S)-HODE 내부 표준 |
| 13S-hydroxy-9Z,11E-octadecadienoic-9,10,12,13-d4 산 | 케이맨 화학 | 338610 | [2H4]-13(S)-HODE 내부 표준 |
| 9α,11α,15S-trihydroxy-prosta-5Z,13E-dien-1-oic-17,17,18,18,19,19,20,20,20-d4 산 | Cayman Chemical | 316010 | [2H4]-PGF2α 내부 표준 |
| 9α,11α,15S-trihydroxy-(8β)-prosta-5Z,13E-dien-1-oic-3,3,4,4-d4 산 | 케이맨 화학 | 316350 | [2H4]-8-iso-PGF2a 내부 표준 |
| 9α,11β.,15S-trihydroxy-prosta-5Z,13E-dien-1-oic-3,3,4,4-d4 산 | 케이맨 화학 | 10008989 | [2H4]-11β-PGF2 내부 표준 |
| 9α, 15S-디하이드록시-11-옥소-프로스타-5Z,13E-디엔-1-오익-17,17,18,18,19,19,20,20,20,20-d4 산 | 케이맨 화학 | 312010 | [2H4]-PGD2 내부 표준 |
| 9-oxo-11α,15S-dihydroxy-prosta-5Z,13E-dien-1-oic-17,17,18,18,19,19,20,20,20-d4 산 | 케이맨 화학 | 314010 | [2H4]-PGE< sub>2 내부 표준 |
| 5S,12R-dihydroxy-6Z,8E,10E,14Z-eicosatetraenoic-6,7,14,15-d4 acid | Cayman Chemical | 320110 | [2H4]-LTB4 내부 표준 |
| 9α,11,15S-trihydroxy-thromba-5Z,13E-dien-1-oic-3,3,4,4-d4 acid | Cayman Chemical | 319030 | [2H4]-TxB2 내부 표준 |
| 5-oxo-6E,8Z,11Z,14Z-eicosatetraenoic acid | Cayman Chemical | 34250 | 5-ox–TE Standard |
| 12-oxo-5Z,8Z,10E,14Z-eicosatetraenoic acid | Cayman Chemical | 34580 | 12-ox–TE Standard |
| 15-oxo-5Z, 8Z,11Z,13E-에이코사테트라엔산 | 케이맨 화학 | 34730 | 15-ox–TE 표준 |
| 5R-하이드록시-6E,8Z,11Z,14Z-에이코사테트라엔산 | 케이맨 화학 | 34225 | 5(R)-HETE 표준 |
| 5S-하이드록시-6E,8Z,11Z,14Z-에이코사테트라엔산 | 케이맨 화학 | 34230 | 5(S)-HETE 표준 |
| 8R-하이드록시-5Z,9E,11Z, 14Z-eicosatetraenoic acid | Cayman Chemical | 34350 | 8(R)-HETE 표준 |
| 8S-hydroxy-5Z,9E,11Z,14Z-eicosatetraenoic acid | Cayman Chemical | 34360 | 8(S)-HETE 표준 |
| 11R-hydroxy-5Z,8Z,12E,14Z-eicosatetraenoic acid | Cayman Chemical | 34505 | 11(R)-HETE 표준 |
| 11S-hydroxy-5Z,8Z,12E, 14Z-eicosatetraenoic acid | Cayman Chemical | 34510 | 11(S)-HETE 표준 |
| 12R-hydroxy-5Z,8Z,10E,14Z-eicosatetraenoic acid | Cayman Chemical | 34560 | 12(R)-HETE 표준 |
| 12S-hydroxy-5Z,8Z,10E,14Z-eicosatetraenoic acid | Cayman Chemical | 34570 | 12(S)-HETE 표준 |
| 15R-hydroxy-5Z,8Z,11Z, 13E-에이코사테트라엔산 | 케이맨 화학 | 34710 | 15(R)-HETE 표준 |
| 15S-하이드록시-5Z,8Z,11Z,13E-에이코사테트라엔산 | 케이맨 화학 | 34720 | 15(S)-HETE 표준 |
| 20-하이드록시-5Z,8Z,11Z,14Z-에이코사테트라엔산 | 케이맨 화학 | 90030 | 20-HETE 표준 |
| 9R-하이드록시-10E,12Z-옥타데카디에노산 | 케이맨 화학 | 38405 | 9 (< > R< / em>) -HODE 표준 |
| 9S-hydroxy-10E, 12Z-octadecadienoic acid | Cayman Chemical | 38410 | 9 ( S< / em>) -HODE 표준 |
| 13R-hydroxy-9Z, 11E-octadecadienoic acid | Cayman Chemical | 38605 | 13 ( R< / em>) -HODE Standard |
| 13S-hydroxy-9Z, 11E-octadecadienoic acid | Cayman Chemical | 38610 | 13 ( S < / em >) -HODE 표준 |
| 9 α , 11 α , 15S - 트리 하이드 록시 - 프로스타 -5Z, 13E- 디엔 -1- 오익 산 | 케이맨 화학 | 16010 | PGF < 서브 > 2 α 기준 |
| 9α,11α,15S-trihydroxy-(8β)-prosta-5Z,13E-dien-1-oic acid | Cayman Chemical | 16350 | 8-iso-PGF2α 표준 |
| 9 α , 11 &# 946; , 15S- 트리 하이드 록시 - 프로스타 -5Z, 13E- 디엔 -1- 오익 산 | 케이맨 화학 | 16520 | 11 &# 946; -PGF < 서브 > 2 < / 서브 > 표준 |
| 9 α , 15S- 디 하이드 록시 -11- 옥소 - 프로스타 -5Z, 13E- 디엔 -1- 오익 산 | 케이맨 화학 | 12010 | PGD < 서브 > 2< / 서브 > 표준 |
| 9- 옥소 -11 &알파, 15S- 디 하이드 록시 - (8 &# 946;)-prosta-5Z,13E-dien-1-oic acid | Cayman Chemical | 14350 | 8-iso-PGE2 Standard |
| 9-oxo-11α,15S-dihydroxy-prosta-5Z,13E-dien-1-oic acid | Cayman Chemical | 14010 | PGE2 Standard |
| 5S,12R-dihydroxy-6Z,8E,10E,14Z-eicosatetraenoic acid | Cayman Chemical | 20110 | LTB4 Standard |
| 9α,11,15S-trihydroxythromba-5Z,13E-dien-1-oic acid | Cayman Chemical | 19030 | TxB2 Standard |
| Phosphate Buffered Saline | GIBCO, by Life | 14190 | |
| 디에틸 에테르 | 시그마-알드리치 | 346136 | |
| 디클로로메탄 | 아크로스 유기물 | 61030-1000 | 무수 |
| N,N-디이소프로필에틸 아민 | 시그마-알드리치 | 387649 | |
| 펜타플루오릴벤질 브로마이드 | 시그마-알드리치 | 101052 | |
| 염산 | 시그마-알드리치 | 320331 | |
| 수산화칼 | 플루카 | 00650 | |
| 아세토니트릴 | 피셔 사이언티픽 | A996-4 | |
| 메탄올 | 피셔 Scientific | A454-4 | |
| 클로로포름 | Fisher Scientific | 366927 | |
| Hexane | Fisher Scientific | H303-4 | |
| 이소프로판올 | Fisher Scientific | A464-4 | |
| 에탄올 | Decon Laboratories | 2716 | |
| Water | Fisher Scientific | W7-4 | |
| 파스퇴르 피펫 | Fisher Scientific | 13-678-200 | |
| 10 mL 유리 원심분리기 튜브 | Kimble Chase | 73785-10 | 스크류 캡 |
| 페놀 스크류 캡 | Kimble Chase | 73802-13415 | |
| Chiralcel ADH 컬럼 | Chiral Technologies | 19325 | |
| HPLC 바이알 | Waters | 60000751CV | |
| HPLC 인서트 | Waters | WAT094171 |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.