$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Mieszanki standardowe i wewnętrzne
- Przed ekstrakcją lipidów należy przygotować mieszaninę wzorcową (SM) i mieszankę wzorca wewnętrznego (ISM). Dla SM podniec równoważną objętość 1 μg każdego wzorca (łącznie 25) wymienionego w poniższej tabeli odczynników, używając skalibrowanej strzykawki, do kolby miarowej o pojemności 10 ml. Wysuszyć wzorce w atmosferze azotu i rozpuścić w 10 ml acetonitrylu (ACN). Końcowe stężenie wzorcowej mieszanki wyniesie 100 pg/μL. Podzielić na 1 ml porcji i przechowywać w temperaturze -80°C do momentu potrzeby.
- Z tej wzorcowej mieszaniny można wykonać 6 wzorcowych rozcieńczeń, co daje łącznie 7 wzorców kalibracyjnych (1 pg/ μL, 2 pg/ μL, 5 pg/ μL, 10 pg/ μL, 20 pg/ μL, 50 pg/ μL i 100 pg/ μL). Wzorce te należy przeprowadzać z każdą partią próbek przygotowanych w celu opracowania krzywej kalibracyjnej stosowanej w analizie ilościowej.
- Dla ISM, za pomocą skalibrowanej strzykawki podamy równoważną objętość 1 μg każdego IS (łącznie 14) wymienionego w poniższej tabeli odczynników do kolby miarowej o pojemności 10 ml i wysuszyć w atmosferze azotu. Rozpuść ISM w 10 ml ACN i podziel na 1 ml podwielokrotności. Końcowe stężenie ISM powinno wynosić 100 pg/μL. Współczynnik ISM jest wystarczający do przetworzenia 1000 próbek.
- Przechowuj SM i ISM w temperaturze -80°C.
2. Zbiór pożywek i lizat komórkowy
- Na każdą 10 cm płytkę przylegających komórek (~ 1 X 107) należy zebrać 3 ml pożywki w szklanej probówce wirówkowej o pojemności 10 ml. Następnie przemyj komórki 2 razy solą fizjologiczną buforowaną fosforanami (PBS). Dodać 1 ml PBS do płytki, zeskrobać komórki z płytki i pipetować do drugiej szklanej probówki wirówkowej o pojemności 10 ml. W tym momencie komórki i pożywki mogą być przechowywane, jeśli procedura nie będzie w tym czasie kontynuowana. Próbki należy przechowywać w temperaturze -80°C w przypadku długotrwałego przechowywania lub w temperaturze -20°C przez okres krótszy niż tydzień.
3. Ekstrakcja lipidów z pożywki
- Wolne bioaktywne lipidy znajdują się w pożywkach komórkowych i można je łatwo wyekstrahować za pomocą jednoetapowej procedury ekstrakcji l-l. Do zebranych pożywek (2.1) dodać 10 μl ISM. W tym czasie 8 dodatkowych szklanych probówek wirówkowych o pojemności 10 ml powinno być oznaczonych #0-7 dla wzorców kalibracyjnych. Dodać 3 ml PBS do każdej z tych probówek, a następnie dodać 10 μl odpowiedniego SM do probówek 1-7 (1-7 z 1.1).
- Pozostawić ISM do zrównoważenia w każdym wzorcu kalibracyjnym i próbce przez 10 minut, a następnie dodać 5 ml eteru dietylowego. Próbki i wzorce kalibracyjne są następnie umieszczane w wytrząsarce na niskich obrotach przez 30 minut w temperaturze pokojowej.
- Po wstrząśnięciu wszystkie wzorce kalibracyjne i próbki są odwirowywane przy 1935 x g przez 10 minut. Następnie, za pomocą pipety Pasteura, przenieś górną fazę (organiczną) do nowej szklanej probówki wirówkowej o pojemności 10 ml i wysusz w azocie.
4. Ekstrakcja lipidów z lizatu komórkowego
- Odwirowywać próbki komórek w szklanych probówkach wirówkowych o wymiarach 1935 x g przez 5 minut. Usunąć szwadron sklarowany nad osadem; dodać 2 ml PBS do każdej probówki i krótko przetrząsnąć. Pobrać 25 μl próbki w celu ilościowego określenia białka. Białko całkowite zostanie wykorzystane do normalizacji lizatu komórkowego.
- Następnie przenieś połowę mieszaniny lizatu/PBS do oddzielnej szklanej probówki wirówkowej o pojemności 10 ml. Do każdej próbki dodać dodatkowe 2 ml PBS wraz z 10 μl ISM. Postępować zgodnie z procesem ekstrakcji l-l opisanym dla pożywek w ppkt 3.2 i 3.3. Ta podwielokrotność zostanie wykorzystana do pomiaru wolnych lipidów w komórkach i uniknięcia alkalicznej degradacji lipidów, takich jak prostaglandyny. Podwielokrotność ta nie zostanie poddana krokom 4.3 i 4.4 opisanym poniżej.
- Pierwszy etap procesu ekstrakcji estryfikowanego lipidów l-l wymaga dodania 5 ml CHCl3/MeOH (2:1) do każdej z próbek. Próbki umieszcza się w wytrząsarce na niskich obrotach na 30 minut. Po wstrząśnięciu próbki odwirowuje się przy 1935 x g przez 10 minut. Następnie, za pomocą pipety Pasteura, przenieś dolną (organiczną) warstwę ekstrakcji l-l do nowej szklanej probówki wirówkowej o pojemności 10 ml i wysusz próbkę pod azotem.
- Estryfikowane lipidy muszą zostać zmydlone przed oznaczaniem ilościowym. Po wyschnięciu próbek dodaj 0,5 ml 0,4 N KOH w 80% MeOH do każdej probówki. Próbki są następnie inkubowane w temperaturze 60°C przez 1 godzinę. Po inkubacji dodać 2 ml PBS. Dostosuj pH do 6 za pomocą stężonego kwasu HCl (~30 μL). Dodać 10 μl ISM do każdej próbki. Pozostała część procedury jest taka sama, jak ekstrakcja lipidów z pożywki i może być stosowana w ppkt 3.2 i 3.3.
- Jeżeli ekstrakcje te są przeprowadzane równocześnie z próbkami pożywki, te same wzorce kalibracyjne mogą być użyte do opracowania krzywej kalibracyjnej; jednakże, jeśli próbki te są przeprowadzane w innym czasie, wzorce kalibracyjne muszą być również przetwarzane zgodnie z opisem w ppkt 3.1-3.3.
5. Derywatyzacja pentaferylobenzylbromku (PFB)
- Do wysuszonych próbek i wzorców kalibracyjnych dodać 100 μl bezwodnego dichlorometanu (CH2Cl2), a następnie 100 μl 20% (v/v) N,N-diizopropyloetyloaminy w bezwodnym CH2Cl2 i na koniec 100 μl 20% (v/v) PFB w bezwodnym CH2Cl2.
- Po dodaniu odczynników do derywatyzacji, próbki są wirowane, inkubowane w temperaturze 60°C przez 1 godzinę i suszone w azocie. Próbki i wzorce kalibracyjne mogą być przechowywane w temperaturze -80°C, jeśli nie są analizowane natychmiast, lub w temperaturze -20°C przez okres do jednego tygodnia.
6. Stabilne rozcieńczanie izotopów Chiralna chromatografia cieczowa Wychwytywanie elektronów Ciśnienie atmosferyczne Jonizacja chemiczna Spektrometria mas (SID-LC-ECAPCI-MS) Analiza
- Wysuszone próbki i wzorce kalibracyjne rozpuszcza się w 100 μl heksanu/etanolu (97:3). Cała próbka może być następnie przeniesiona do fiolki HPLC z wkładką. Umieść próbki w schłodzonym autosamplerze (4°C) i utwórz listę próbek do analizy.
- Następnie należy skonfigurować metody HPLC i MS, korzystając z parametrów opisanych w Tabeli 1 i Tabeli 2 poniżej. Tabela 3 zawiera szczegółowe informacje o związkach, w tym energię przejścia i zderzenia MRM (CE) dla każdego lipidu, a także szacowany czas retencji z analizy Waters 2695/Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra. CE określa się poprzez dostrojenie każdego pojedynczego lipidu podczas opracowywania metody.
- Do normalnej separacji faz używana jest kolumna Chiralpak AD-H (4,6 X 250 mm, 5 μ) podgrzana do 30°C. Wyjściowa faza ruchoma składa się w 98% z heksanu i w 2% z metanolu/izopropanolu (1:1). Po rozdzieleniu HPLC metanol jest dodawany po kolumnie (0,75 ml / min), aby uniknąć osadzania się na igle Corona, co spowodowałoby zmniejszenie czułości. MS jest ustawiony w trybie jonów ujemnych za pomocą źródła APCI. Jeśli źródło musi zostać zmienione z ESI na APCI, pamiętaj o włożeniu igły Corona.
- Pierwszą próbką, którą należy przeprowadzić, jest zawsze ślepa próba heksanu. Pozwoli to zrównoważyć kolumnę, a także ujawni, czy na kolumnie znajdują się jakiekolwiek zanieczyszczenia, które mogą zakłócać wzorc kalibracji i analizę próbki.
- Następne serie próbek powinny być próbkami wzorcowymi kalibracyjnymi w kolejności 0-7 (rosnące stężenie SM). Wzorce te zostaną wykorzystane do stworzenia krzywej kalibracyjnej zawierającej stosunek powierzchni wzorcowej/powierzchni IS na osi y do stężenia lub masy wzorca na osi x. Z równania y = mx + b uzyskanego z tego wykresu, stosunek powierzchni próbki do powierzchni IS (y) można wykorzystać do określenia ilości lub stężenia próbki (nieznanej) (x).
- Ilość bioaktywnych lipidów znajdujących się w pożywce można znormalizować do całkowitej objętości pożywki, a ilość lipidów znajdujących się w lizacie komórkowym można znormalizować do całkowitej liczby komórek / płytki lub ilości całkowitego białka / płytki. W trakcie 4.1 protokołu należy podjąć środki w celu zapewnienia, że komórki są zliczane lub że białko jest oznaczane ilościowo.
7. Reprezentatywne wyniki:
Chromatogramy na rysunku 1 są reprezentatywne dla docelowego profilu lipidomicznego. Pierwszy panel (rysunek 1A) przedstawia 13- i 9-HODE wraz z odpowiadającymi im 13- i 9-oksoODE, pochodzącymi z kwasu linolowego. Ponadto 15-oxoETE, utleniony metabolit 15-HETE jest również pokazany w drugim panelu. Dwa dolne panele pokazują 20-HETE i 20-HETE-IS, [2H6]-20-HETE. Rysunek 1B przedstawia separację i unikalne przejścia wyznaczone dla stereoizomerów HOTE, które wynikają z enzymatycznego utleniania AA lub ROS. Rysunek 1C przedstawia PGs, isoP i LTB4. Niektóre normy nie mają deuterowanego azotu inwazyjnego dostępnego na rynku; w związku z tym do kwantyfikacji stosuje się stabilizację obrazu, która jest podobna pod względem czasu przechowywania. Na przykład [2H8]-12(S)-HETE służy do ilościowego oznaczania gatunków 11-HETE i 8-HETE oprócz 12(R)-HETE i 12(S)-HETE.
Z reprezentatywnych chromatogramów widać, że istnieje niewielka zmiana w zachowaniu deuterowanego IS w porównaniu do nieoznakowanego wzorca. To przesunięcie do późniejszego czasu retencji jest wynikiem interakcji deuteru z kolumną normalnej fazy. Deuter jest bardziej polarny niż wodór; W związku z tym istnieje silniejsza interakcja z normalną fazą kolumny. Gdyby ta separacja odbywała się przy użyciu kolumny o odwróconej fazie, przesunięcie nastąpiłoby do wcześniejszego czasu retencji, ponieważ bardziej polarna część miałaby słabszą interakcję z odwróconą fazą.

Rysunek 1. Rysunek ten jest reprezentatywnym przykładem ukierunkowanej analizy lipidomicznej. Rysunek 1A przedstawia chromatogramy jonów całkowitych (TIC) dla kilku utlenionych metabolitów LA i AA, w tym 13-oksoODE i 9-oksoODE w pierwszym panelu, 15-oksoETE w drugim panelu, 13-HODE i 9-HODE (panele 3 i 5) oraz 20-HETE (panel 7). HODEs i 20-HETE mają odpowiadający im deuterowany IS w poniższym panelu (4, 6 i 8). TIC na rysunku 2B pokazują separację i unikalne przejścia stereoizomerów HETE pochodzących z AA. Rysunek 2C przedstawia PG, isoP i LT. Energia zderzenia (CE), przejścia MRM i czas retencji (RT, min) zostały zoptymalizowane przy użyciu Waters 2695 LC sprzężonego z Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra i są wymienione w tabeli 3 dla każdego związku.
Czas (min)
% A
% B
0
Rozdział 98
cyfra arabska
3
Rozdział 98
cyfra arabska
11
96,4 pkt.
3.6
15
Rozdział 92
8
27 Rozdział 27
Rozdział 92
8
Rozdział 30
50 Rozdział
50 Rozdział
38 Rozdział 38
50 Rozdział
50 Rozdział
39 Rozdział 39
Rozdział 98
cyfra arabska
Rozdział 45
Rozdział 98
cyfra arabska
Tabela 1. Warunki gradientu HPLC dla chiralnego rozdzielania lipidomiki w fazie normalnej. Rozpuszczalnik A to 100% heksany, a rozpuszczalnik B to metanol/izopropanol (1:1).
Parametr spektrometrii mas
ustawienie
źródło
APCI (Wirus APCI
tryb
Jon ujemny
Długość metody
Czas trwania: 40 min
Szerokość skanowania MRM
0,002
m/z
Czas skanowania MRM
0,15 sekundy
Szerokość piku MRM
0,70 FWHM
Soczewka tubusu
164 V
Źródło: CID
10 eV
Gaz kolizyjny Q2
1,5 jednostki
Temperatura waporyzatora
450°C
Temperatura kapilar
250°C
Prąd rozładowania
0 μA
Ciśnienie gazu w osłonie
25 jednostek
Ciśnienie wymiatania jonów
3 jednostki
Pomocnicze ciśnienie gazu
5 jednostek
Tabela 2. Powyżej wymieniono zoptymalizowane parametry spektrometrii mas do pomiaru bioaktywnych lipidów. Parametry te pochodzą z Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra.
związek
przejście
CE (eV)
Kąt względny (min)
13-oksoodowy
293,03 → 113,10
21
Pytanie 9,9
9-oksoodowy
293,03 → 113,10
21
Pytanie 17,9
15-oksoETE
317,05 → 113,18
Rozdział 18
Rozdział 8.1
13(
R)-HODE
295,03 → 195,12
Rozdział 18
Rozdział 12,5
13(
S)-HODE
295,03 → 195,12
Rozdział 18
Rozdział 14,8
[
2H
4]-
13(S)-HODE
299,03 → 198,12
Rozdział 18
Norma 14,9
9(
R)-HODE
295,03 → 171,10
Rozdział 18
13,7
9(
S)-HODE
295,03 → 171,10
Rozdział 18
Rozdział 21,2
[
2H
4]-
9(S)-HODE
299,03 → 172,12
Rozdział 18
Rozdział 21,2
20-HEKTAROWY
319,03 → 289,10
Rozdział 18
Rozdział 12.4
[
2H
6]-20-HETE
325,03 → 295,10
Rozdział 18
Rozdział 12.4
5(
R)-HETE
319,04 → 115,04
16
Rozdział 15,7
5(
S)-HETE
319,04 → 115,04
16
Rozdział 16,2
[
2H
8]-
5(S)-HETE
327,04 → 116,04
16
Rozdział 16,4
12(
R)-HETE
319,04 → 179,11
14
Pytanie 11,7
12(
S)-HETE
319,04 → 179,11
14
Rozdział 12.3
[
2H
8]-12(S)-HETE
327,13 → 184,11
14
Rozdział 12,5
15(
R)-HETE
319,04 → 219,12
13
Rozdział 12.4
15(
S)-HETE
319,04 → 219,12
13
Rozdział 15,9
[
2H
8]-15(
S)-HETE
327,03 → 226,12
13
Rozdział 16.1
11(
R)-HETE
319,04 → 167,11
16
Rozdział 11.1
11(
S)-HETE
319,04 → 167,11
16
Rozdział 12,5
8(
R)-HETE
319,04 → 155,09
16
Pytanie 11,7
8(
S)-HETE
319,04 → 155,09
16
Rozdział 12,6
Zobacz materiał LTB4
335,03 → 195,10
Rozdział 18
32,0 pkt.
[
2godz.
4]-LTB
4
339,03 → 197,10
Rozdział 18
32,0 pkt.
PGE
2
351,03 → 271,15
Rozdział 18
Dnia 31,2
[
2godz.
4]-PGE
2
355,03 → 275,15
Rozdział 18
Dnia 31,2
Zobacz materiał PGD
2
351,03 → 271,15
25
32,5 pkt.
[
2H
4]-PGD
2
355,03 → 275,15
25
32,5 pkt.
8-iso-PGE
2
351,03 → 271,15
Rozdział 18
37,4 pkt.
11β-PGF
2
353,03 → 193,11
25
27,6 pkt.
[
2H
4]-11β-PGF
2
357,03 → 197,11
25
27,6 pkt.
PGF
2α
353,03 → 193,11
25
Pytanie 33,1
[
2H
4]-PGF
2α
357,03 → 197,11
25
Pytanie 33,1
8-iso-PGF
2α
353,03 → 193,11
25
34,4 pkt.
[
2H
4]-
8-iso-PGF 2α
357,03 → 197,11
25
34,4 pkt.
Tabela 3. W poniższej tabeli wymieniono związki wykryte w chromatogramach jonów całkowitych na rysunku 1A-C. Druga kolumna zawiera przejście używane dla MRM/MS, trzecia kolumna zawiera energię zderzenia (CE, eV), a ostatnia kolumna zawiera czas retencji (RT, min). Parametry zostały zoptymalizowane przy użyciu modułu separacyjnego Waters 2695 sprzężonego z Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra.