제시 튜토리얼은 국립 유대인 건강에 질량 분석의 핵심 시설 내에서 수행하고 개발되었다. NJH MS 시설이 CCSTI UL1 TR000154에 의해 부분적으로 지원됩니다. NIH 교부금에서 자금 P20은 HL-113445와 R01 HL-095432는이 작업을 지원했다.

1. 초기 고려 사항, 악기 및 표준의 준비 <ol><li> 항상 (유리 문화 튜브, 유리 자동 시료 주입기 튜브)를 저장하거나 (유리 피펫) 지질 및 유기 용매를 전송하기 위해 유리를 사용합니다. </li><li> 공기에 대한 모든 지질 시료와 표준의 노출을 최소화합니다. 씰 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (PFTE)은 공기 노출과 증발을 방지하기 위해 단단히 모자. 바로 다음 용매를 건조 지질을 재현 탁 또는 질소를 일정에 보관하십시오. </li><li> 샘플 100 μl를 사용합니다. 이상 (또는 이하) 샘플을 사용할 경우에 따라 볼륨을 조정합니다. 그러나 NH 2 SPE 컬럼의 지질 분별하는 동안, 표시된 볼륨이 남아 있어야 말했다. </li><li> 원심 분리기를 켜고 샘플 준비의 시작 이전에 0 ° C로 설정합니다. </li><li> 이 기술은 많은 휘발성이 너무 샘플 준비하는 동안 출장 모든 용제를 계속 사용합니다. </li><li> 권고 당 기준의 두 종류를 준비. </li><li> 일정 농도의 아군에서 표준 모든 구성 음의 제어를 준비합니다. 이것은 모든 샘플뿐만 아니라 배치 QC (별도의 일에 샘플 준비 재현성을 모니터링하는 데 사용 아군 풀링 샘플)과 악기로 사용되는 풀링 된 샘플로 아군이다 QC (풀링 된 샘플은 이전에 준비 하위 분주하고하는 데 사용되는 스파이크 ) 분석시 별도의 일에 기기 상태 / 변동을 모니터링 할 수 있습니다. <ol><li> 1X, 배 및 4 배의 표준 스파이크에 긍정적 인 컨트롤을 준비합니다. 양성 대조군은 모든 샘플뿐만 아니라 풀링 된 혈장 샘플에 첨가하고 샘플 준비 단계 및 보장하는 데이터 분석 중에 방면 변화의 차이를 분석하고 확인하는 기기 분석 단계 모두에 대한 품질 관리 화합물로서 사용되는 모든 측면 준비 및 기기 분석은 정확히 수행 하였다. </li></ol></li><li> -80 ° C에서 -20 ° C 및 저장 샘플에서 보관 기준 특정 내부 스탠드장기 저장을 다음 저하하는 경향이 급성 호흡 곤란 증후군은 -80 ℃에서 보관해야 </li><li> 이 절차는 MTBE와 같은 위험한 가연성 또는 휘발성 용매의 사용을 필요로합니다. 흄 후드의 모든 단계를 수행합니다. </li></ol> 2. 내부 표준 <ol><li> 개별 프로젝트 및 특정 실험 설계를 기반으로 내부 기준 (ISTD)을 선택합니다. 플라즈마, BALF, 소변,이 샘플에 생물학적으로 발견 된 것과 본질적으로 유사하다 동위 원소 표지 ISTDs 같은 biofluids에 이상적 일 것입니다. 이들은 포함 할 것입니다 만, 아미노산, 호르몬이나 지질에 한정되지 않는다. 식물 대사 체 샘플은 플라보노이드 또는 카로티노이드로 분류 기준이 사용될 수있다. 동일은 조사 샘플의 유형을 분석하는 대표 내부 표준을 선택해야된다, 다른 대사 체 연구에 적용됩니다. </li><li> 선택 ISTD는 크로마토 그램의 넓은 범위를 커버 있는지 확인합니다; 예를 들어, 경우 t그는 수집 시간은 5 분마다 용출 기준이 사용될 수있다, 20 분입니다. </li><li> ML 분석 시료에 외생 동위 원소 표지 된 표준 및 / 또는 다른 극성 화합물의 다양한 사용하여 2 ㎎ / 친수성 ​​재고 솔루션을 만듭니다. 25 ㎍ / ㎖의 크레아티닌-D (3)의 최종 농도가 100 ㎍ / ㎖의 라이신 D 4, 및 / ㎖ 발린-D 8 200 μg에 대한 모든 표준 물 : 각각의 원액에서 1:1 메탄올 하나의 솔루션을 만들 . </li><li> 분석 시료에 외생 동위 원소 표지 된 표준 및 / 또는 기타 비극성 화합물의 다양한 사용하여 소수성 주식 솔루션을 만들; 17시 지방산 (4 ㎎ / ㎖)의 스톡 농도 19시 1분 지방산 (4 ㎎ / ㎖), 17시 세라미드 (2 ㎎ / ㎖), 17시 PE (1.75 ㎎ / ㎖), 15 : 0 PC (2 ㎎ / ㎖) 테스토스테론 D-2 (1 ㎎ / ㎖). 각 주식에서 1:1 클로로포름에 하나의 솔루션을 만들 : (50)의 최종 농도에 대한 모든 표준과 메탄올㎍ / ml의 17시 세라미드, 100 ㎍ / ㎖의 15시 PC, 100 ㎍ / ㎖의 테스토스테론 D-2, 200 ㎍ / ㎖의 17시 지방산, 200 ㎍ / ㎖의 19시 1분 지방산 및 200 ㎍ / 표준 믹스 ML 17시 PE. </li><li> 탐지 및 이들 화합물에 대한 기기의 선형성의 리미트를 결정하기 위하여 각각의 표준에 대해 적어도 다섯 가지의 농도를 사용하여 미리 각 표준의 이온화 정도를 테스트한다. 각 표준 원액의 농도는 실험 설계에 따라 다양하며, 결합 아군 표준형 각 표준의 농도는 2 ㎎ / ㎖로 ML 20 ㎍ /로부터 그들이 이온화 얼마나 잘 따라 범위 일 수있다. </li><li> 양성 대조군의 스파이크 믹스를 생성하고 정량적으로 샘플 준비 및 쓸모 데이터의 정확성의 강도를 모니터 할 1X, 2X, 4X 또는 농도 수준에서 샘플에 추가. 양성 대조군의 최종 농도 수수 : 2 ㎎ / ㎖의 D-글루코스, 100 ㎍ / ㎖의 알라닌-D 3, 200 ㎍ / ㎖의 메틸 말 론산-D 3, 20 ㎍ / ㎖의 트리글리 세라이드-D 5, 및 / 또는 기타 소수성 및 친수성 기준. 분석에 사용되는 MS와 HPLC 기기의 감도에 따라 표준 농도를 조정합니다. </li></ol> 3. 단백질 침전 <ol><li> 아래에 설명 된대로 해동 RT 샘플과 각 시료에 ISTD의 10 μl를 스파이크. </li><li> 각각의 샘플 (단계 2.3 및 2.4에있는 주식에서 만든) 모두 친수성과 소수성의 표준 솔루션을 10 μl를 스파이크. 분석을 위해 사용되는 MS 및 HPLC 기기의 감도에 근거 필요한 표준 농도를 조정 <ol><li> 각 샘플에 1X, 2X 또는 4X 긍정적 인 제어 솔루션 (단계 2.6 재고에서 생성) 중 하나의 10 μl를 스파이크. MS와 HP의 감도에 따라 필요에 따라 표준 농도를 조정분석에 사용되는 LC 계측 </li><li> 전에 단백질 침전 단계 10 초 동안 소용돌이 각 샘플 </li></ol></li><li> 각각의 샘플 (-20 ° C에 저장) 얼음 냉 메탄올 400 μL를 추가합니다. </li><li> 튜브 당 10 초 동안 소용돌이. </li><li> 18,000 X g에서 15 분 0 ° C에서 원심 분리기. </li><li> 새로운 유리 문화 튜브에 모두 뜨는을 전송하고, N 2에서 다음 건조. </li><li> 단백질 펠렛의 비율을 분석하면, 단계 3.8-3.11를 진행합니다. 단백질 펠렛을 분석하지 않으면, 섹션 4로 이동. 참고 : 단백질 펠렛 약물 연구를 수행 할 때 유용 할 것 소수성을 가진 화합물을 포함 할 수있다 (18), 음식은 신경 ceroid-lipofuscinoses 20 리소좀 지질 저장 등의 소수성 화합물이 축적 질환과 관련된 소수성 플라보노이드 19 또는 대사 체 연구를 포함하는 분석 질병 21. </li><li> t에 MTBE의 1 ML을 추가합니다그는 흰색 (미색) 단백질 펠렛, 튜브 당 30 초 동안 소용돌이는, 다음 X g 18,000에서 15 분 0 ° C에서 원심 분리기. 새로운 유리 배양 관에 MTBE 층을 가만히 따르다. 이것은 (대표 결과 그림 5 참조) 여기에 오류가 획기적으로 결과에 영향을 미치기 때문에 중요한 단계입니다. <ol><li> 펠릿의 크기가 샘플에 따라 달라집니다 이후 지속적으로 모든 샘플에 대한 MTBE의 동일한 금액을 대기음. 만 900 μL가 상층의 최소 금액과 함께 샘플 경사 분리 할 수​​있는 경우에 따라서, 모든 시료 900 μl를 가만히 따르다. </li></ol></li><li> 3.9 단계를 반복 한 단계 3.7에서 제조 된 동일한 유리 문화 튜브에 유기 층을 결합한다. </li><li> 1시 1분 클로로포름 200 μL에있는 N 2 흐름에 resuspend로 드라이 샘플 : 메탄올. 소용돌이 짧게. </li><li> 원심 분리 관에 전송합니다. 18,000 XG에 15 분 0 ° C에서 원심 분리기는 다음 유리를 사용하여 스크류 캡 튜브를 자동 시료 주입기에 뜨는을 전송피펫. </li></ol> 4. 액체 - 액체 추출 <ol><li> 유리 피펫을 사용하여, (3 절, 6 단계에서) 잔여 건조 메탄올, 소용돌이 30 초에 3 ㎖의 MTBE를 추가 소용돌이 후, 튜브 당 10 초를 물 750 μl를 추가합니다. </li><li> RT에서 원심 분리기에서 10 분 ~ 200 XG에 스핀. </li><li> 기음 MTBE의 (물을 받고하지 않고) 층과 깨끗한 유리 문화 튜브로 전송의 2.5 ML. 참고 :이 여기에 차이가 결과에 영향을 미치기 때문에 중요한 단계입니다. 그것은 고정 된 볼륨이 아래 수성층을 피펫 팅없이 경사 분리 될 수 있기 때문에 MTBE 2.5 ml를 조심스럽게 상층으로부터 경사 분리한다. 실험의 시작에서 샘플의 부피는이 방법을 위해 표시된 100 μL보다 작은 경우에는, 비례이 초기 샘플 볼륨을 반영하도록 MTBE의 볼륨을 확장. </li><li> 샘플의 잔여 물 부분에 3 ㎖의 MTBE를 추가하고 튜브 당 소용돌이 10 초. </li><li> 스핀 ~ 200RT의 원심 분리기에서 10 분 동안 XG. </li><li> 대기음 (물을 받고하지 않고) MTBE 3 ㎖ 및 MTBE 튜브와 결합. </li><li> N 2 하에서 건조하여 남은 수층을 집중한다. </li><li> 물 100 μL에 잔여 물을 다시 일시 중지합니다. </li><li> 간단히 유리 문화 튜브, 소용돌이에 얼음 냉 메탄올 400 μl를 추가하고 microcentrifuge 관에 전송합니다. </li><li> 20 ~ 30 분 동안 -80 ° C에 둡니다. 18,000 X g에서 15 분 0 ° C에서 회전. 참고 :이가 남아있는 단백질이 메탄올에 침전 수로 -80 ° C의 냉동고에 전체 샘플 랙을 배치하는 것이 좋습니다. -80 ° C의 냉동고를 사용할 수없는 경우, 다른 옵션은 다음과 같습니다, -20 ° C에서 저장하는 드라이 아이스에 샘플을 배치, 또는 얼음 통에 그들을 유지. 일관되게 침전을 허용하도록 추운 환경에서와 동일한 온도에서 샘플을 저장하기 위해 중요하다. </li><li> 에 뜨는 전송 대기음 450 μL깨끗한 microcentrifuge 관. 더 이상 45 ° 이상의 온도에서 진공 원심 농축기에서 완전히 건조 (약 1 ~ 2 시간 소요). </li><li> 5 % 아세토 니트릴 / 물 200 μL에서 건조 뜨는을 Resuspend. 소용돌이 짧게. -80 ℃에서 동결 </li></ol> 오. 고체 상 추출 <ol><li> 질소의 좋은 흐름 (약 10 ~ 15 분 소요)와 35 ° C에서 질소 하에서 MTBE의 일부를 건조. </li><li> 완전하게 건조, 질소의 흐름을 중지하고 신속하게 유리 피펫을 사용하여 1 ㎖의 클로로포름 (클로로포름)에 재현 탁. 소용돌이 짧게. 참고 사항 : 클로로포름 등의 용제가 낮은 점도 있습니다. 피펫 팅하는 동안, 낮은 표면 장력은 피펫 용매 손실이 발생합니다. 그것은 피펫 팁이 피펫되는 용매와 피펫의 공간 사이의 평형을 허용하기 위해 적어도 두 번 prewet하는 것이 좋습니다. 가능하다면 기밀 주사기가 또한 사용될 수있다. </li><li> SPE 진공 매니 폴드 및 NH 2를 설정합니다 </서브&gt; 분별을위한 SPE 열. </li><li> 따뜻한 RT 샘플과는 항상 N 2의 지속적인 흐름에 따라 정지 유지. RT에의 온난화 지질 재 부상을 허용하고 질소는 산화 지질의 중합을 방지 할 수 있습니다. </li><li> 400 μL 헥산 세척 조건 SPE 카트리지 2 배. 폐기물을 버리고 새로운 유리 수집 관으로 교체. </li><li> SPE 컬럼에 샘플을 추가, 유리 튜브에 흐름을 통해 수집합니다. </li><li> 유리 피펫 2:1 클로로포름 1 ㎖를 추가로 : IPA를, (이것은 중립 분수입니다) 같은 유리 튜브에 흐름을 통해 수집합니다. </li><li> 산화를 (약 10 ~ 15 분 소요) 최소화하기 위해 N 2에서 중립 부분을 건조. </li><li> 유리 피펫은 디 에틸 에테르 5 % 아세트산 1 ㎖를 추가로, (이것은 지방산 분수입니다) 새 유리 튜브에 흐름을 통해 수집합니다. </li><li> 산화를 (약 10 ~ 15 분 소요) 최소화하기 위해 N 2에서 지방산의 비율을 건조. </li><li> (800)를 추가하는 플라스틱 팁을 사용 &amp;# 181; SPE 카트리지에 메탄올의 L, 그리고 흐름을 통해 15 ML 플라스틱 원뿔 튜브 (이것은 인지질의 분수입니다) 수집합니다. </li><li> 1.5 ㎖의 원심 분리기 튜브에 인지질 분획을 전송합니다. 45 ° C (약 1.5 시간 소요)의 진공 원심 농축기와 샘플을 건조시킵니다. </li><li> 저장 작은 유리 병 스크류 캡을 자동 시료 주입기 100 % 메탄올, 소용돌이 및 전송의 200 μL의 세 분수에서 각 샘플을 Resuspend. </li></ol> 6. 저장 조건 샘플 <ol><li> 기기 분석을위한 준비가 될 때까지 -80 ° C에서 모든 샘플을 저장합니다. 참고 : 유기 용매에 재구성 추출 된 샘플은 -20 ℃에서 저장 될 수있다 관심의 잠재적 인 대사 산물이 온도에서 떨어집니다 그러나이 권장되지 않습니다. 액체 질소 저장은 수사관 오염 문제, 특수 저장 작은 유리 병이 필요 신고되었습니다로 추천하고, 챔버 CAU의 동질성 부족이되지 않는다넓은 온도 변동을 노래. </li><li> 샘플 볼륨 (&lt;100 μL) 작은 경우에, 저장 중에 헤드 스페이스에서 용매 증발을 방지하기 위해 튜브의 삽입을 사용한다. </li><li> 샘플의 동결 - 해동을 피하십시오. 오른쪽 기기 분석 전에 한번만 샘플을 해동. 반복 된 동결 - 해빙 샘플 저하. </li></ol> 7. 액체 크로마토 그래피 조건 <ol><li> 소수성 부분을 분석하기 위해 C-18 2.1 mm X 12.5 mm (5 μm의) 가드 열이있는 C-18 2.1 mm X 50mm (1.8 μm의) 분석 컬럼을 사용합니다. </li><li> (4) 오토 샘플러 온도 설정 &#160; ° C, 60 열 온도 &#160; ° C, 0.25 ㎖ / 분으로 2 μL 및 유량 주입량. </li><li> 이동상 B의 물 (60:36:4) : 아세토 니트릴 : 이동상 물에 0.1 % 포름산, 이소프로판올 0.1 % 포름산을 사용하여 </li><li> 다음 구배 용출 프로파일을 실행 시작T 30 %의 B 및 0 ~ 1 분 70 % B로 증가하고 15 분에 1에서 100 % B로 증가하고 5 분 10 % B 세척 및 5 분 후 실행 한 다음 5 분을 위해 보유. </li><li> 친수성 부분을 분석하기 위해 보호 컬럼과 HILIC 2.1 mm X 50mm (2.6 μm의) 분석 컬럼을 사용합니다. </li><li> (4) 오토 샘플러 온도 설정 &#160; ° C, 20 열 온도 &#160; ° C, 0.5 ㎖ / 분으로 2 μL 및 유량 주입량. </li><li> 10mM의 아세트산 암모늄, 이동상에 대한 pH를 5.8 및 이동상 B. 10 mM의 아세트산 암모늄 pH를 5.8에서 90 % 아세토 니트릴의 50 % 아세토 니트릴을 사용 </li><li> 다음 구배 용출 프로파일 실행 0 ~ 2 분에서 100 % B에서 시작을 한 다음 5 분 0 %의 B 세척하고 10 분 후 실행 한 다음, 15 분에 2에서 50 % B로 감소. </li></ol>

<ol>
	<li>Beckonert, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+profiling,+metabolomic+and+metabonomic+procedures+for+NMR+spectroscopy+of+urine,+plasma,+serum+and+tissue+extracts.">Metabolic profiling, metabolomic and metabonomic procedures for NMR spectroscopy of urine, plasma, serum and tissue extracts.</a> Nature Protocols. 2, 2692-2703 (2007).</li><li>Clarke, C. J., Haselden, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+Profiling+as+a+Tool+for+Understanding+Mechanisms+of+Toxicity.">Metabolic Profiling as a Tool for Understanding Mechanisms of Toxicity.</a> Toxicologic Pathology. 36, 140-147 (2008).</li><li>Wang, X., Zhang, A., Sun, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power+of+Metabolomics+in+Diagnosis+and+Biomarker+Discovery+of+Hepatocellular+Carcinoma.">Power of Metabolomics in Diagnosis and Biomarker Discovery of Hepatocellular Carcinoma.</a> Hepatology. 57, 2072-2077 (2013).</li><li>Collino, S., Martin, F. -. P. J., Kochhar, S., Rezzi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+Healthy+Metabolic+Trajectories+with+Nutritional+Metabonomics.">Monitoring Healthy Metabolic Trajectories with Nutritional Metabonomics.</a> Nutrients. 1, 101-110 (2009).</li><li>Cevallos-Cevallos, J. M., Reyes-De-Corcuera, J. I., Etxeberria, E., Danyluk, M. D., Rodrick, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolomic+analysis+in+food+science:+a+review.">Metabolomic analysis in food science: a review.</a> Trends in Food Scienc., &amp; Technology. 20, 557-566 (2009).</li><li>Nicholson, J. K., Connelly, J., Lindon, J. C., Holmes, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabonomics:+a+platform+for+studying+drug+toxicity+and+gene+function.">Metabonomics: a platform for studying drug toxicity and gene function.</a> Nature reviews. Drug Discovery. 1, 153-161 (2002).</li><li>Wishart, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Metabolome Analysis: An Introduction. , 253-288 (2006).</li><li>Vuckovic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+trends+and+challenges+in+sample+preparation+for+global+metabolomics+using+liquid+chromatography&#8211;mass+spectrometry.">Current trends and challenges in sample preparation for global metabolomics using liquid chromatography&#8211;mass spectrometry.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 403, 1523-1548 (2012).</li><li>Bollard, M. E., Stanley, E. G., Lindon, J. C., Nicholson, J. K., Holmes, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NMR-based+metabonomic+approaches+for+evaluating+physiological+influences+on+biofluid+composition.">NMR-based metabonomic approaches for evaluating physiological influences on biofluid composition.</a> NMR in Biomedicine. 18, 143-162 (2005).</li><li>Dong, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Modern HPLC for Practicing Scientists. , (2006).</li><li>Want, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvent-dependent+metabolite+distribution,+clustering,+and+protein+extraction+for+serum+profiling+with+mass+spectrometry.">Solvent-dependent metabolite distribution, clustering, and protein extraction for serum profiling with mass spectrometry.</a> Analytical Chemistry. 78, 743-752 (2006).</li><li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+sample+preparation+approach+for+mass+spectrometry-based+profiling+of+plasma+results+in+improved+coverage+of+metabolome.">New sample preparation approach for mass spectrometry-based profiling of plasma results in improved coverage of metabolome.</a> Journal of Chromatography A. 1300, 217-226 (2013).</li><li>Folch, J., Lees, M., Stanley, G. H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+for+the+isolation+and+purification+of+total+lipides+from+animal+tissues.">A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues.</a> The Journal of Biological Chemistry. 226, 497-509 (1957).</li><li>Matyash, V., Liebisch, G., Kurzchalia, T. V., Shevchenko, A., Schwudke, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+extraction+by+methyl-tert-butyl+ether+for+high-throughput+lipidomics.">Lipid extraction by methyl-tert-butyl ether for high-throughput lipidomics.</a> Journal of Lipid Research. 49, 1137-1146 (2008).</li><li>Bligh, E. G., Dyer, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rapid+method+of+total+lipid+extraction+and+purification.">A rapid method of total lipid extraction and purification.</a> Canadian Journal of Biochemistry and Physiology. 37, 911-917 (1957).</li><li>Ferreiro-Vera, C., Priego-Capote, F., Luque de Castro, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+sample+preparation+approaches+for+phospholipids+profiling+in+human+serum+by+liquid+chromatography&#8211;tandem+mass+spectrometry.">Comparison of sample preparation approaches for phospholipids profiling in human serum by liquid chromatography&#8211;tandem mass spectrometry.</a> Journal of Chromatography A. 1240, 21-28 (2012).</li><li>Michopoulos, F., Lai, L., Gika, H., Theodoridis, G., Wilson, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=UPLC-MS-Based+Analysis+of+Human+Plasma+for+Metabonomics+Using+Solvent+Precipitation+or+Solid+Phase+Extraction.">UPLC-MS-Based Analysis of Human Plasma for Metabonomics Using Solvent Precipitation or Solid Phase Extraction.</a> Journal of Proteome Research. 8, 2114-2121 (2009).</li><li>Kerns, E. H., Di, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Drug-like Properties: Concepts, Structure Design and Methods: from ADME to toxicity optimization. First edn. , (2008).</li><li>Manach, C., Scalbert, A., Morand, C., R&#233;m&#233;sy, C., Jim&#233;nez, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyphenols:+food+sources+and+bioavailability.">Polyphenols: food sources and bioavailability.</a> American Journal of Clinical Nutrition. 79, 727-747 (2004).</li><li>Weimer, J. M., Kriscenski-Perry, E., Elshatory, Y., Pearce, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neuronal+ceroid+lipofuscinoses.+Mutations+in+different+proteins+result+in+similar+disease.">The neuronal ceroid lipofuscinoses. Mutations in different proteins result in similar disease.</a> NeuroMolecular Medicine. 1, 111-124 (2002).</li><li>Schulze, H., Sandhoff, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lysosomal+lipid+storage+diseases.">Lysosomal lipid storage diseases.</a> Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 3, (2011).</li><li>Kuhn, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interlaboratory+evaluation+of+automated,+multiplexed+peptide+immunoaffinity+enrichment+coupled+to+multiple+reaction+monitoring+mass+spectrometry+for+quantifying+proteins+in+plasma.">Interlaboratory evaluation of automated, multiplexed peptide immunoaffinity enrichment coupled to multiple reaction monitoring mass spectrometry for quantifying proteins in plasma.</a> Molecular and Cellular Proteomics. 11, (2012).</li><li>Rist, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Freezing+and+Storage+Procedure+on+Human+Urine+Samples+in+NMR-Based+Metabolomics.">Influence of Freezing and Storage Procedure on Human Urine Samples in NMR-Based Metabolomics.</a> Metabolites. 3, 243-258 (2013).</li><li>Boomsma, F., Alberts, G., van Eijk, L., Manin&#8216;t Veld, A. J., Schalekamp, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+Collection+and+Storage+Conditions+for+Catecholamine+Measurements+in+Human+Plasma+and+Urine.">Optimal Collection and Storage Conditions for Catecholamine Measurements in Human Plasma and Urine.</a> Clinical Chemistry. 39, 2503-2508 (1993).</li><li>Wood, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+profiling+of+the+human+circulating+endocannabinoid+metabolome:+clinical+sampling+and+sample+storage+parameters.">Comprehensive profiling of the human circulating endocannabinoid metabolome: clinical sampling and sample storage parameters.</a> Clinical Chemistry and Laboratory. 46, 1289-1295 (2008).</li><li>Bahr, T. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral+blood+mononuclear+cell+gene+expression+in+chronic+obstructive+pulmonary+disease.">Peripheral blood mononuclear cell gene expression in chronic obstructive pulmonary disease.</a> American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 49, 316-323 (2013).</li></ol>

저자는 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.

임상 대사 체 연구의 하나의 목표는 질병이나 치료에 관련된 대사 체의 변화를 파악하는 것입니다. 따라서 샘플 준비 기술은 강력하고, 일관성 있고, 기술자의 기술자 및 실험실에서의 실험 (22)에 양도해야합니다. 결과 데이터는 샘플의 대표해야하고, 식별 된 변경 오히려 샘플 준비 오차보다 길게 설정하여 샘플을 반영 할 필요가있다. 따라서 정확한 피펫, 정확한 온도, 섞이지 않는 층을 효율적으로 디캔팅, 질소 하에서 건조하고, 유리 및 팁 같은 브랜드와 크기의 사용이 필요합니다. 단백질 침전 공정 동안, 용액의 동량 각 펠릿으로부터 경사 분리하는 것이 중요하다. 이 볼륨의 변화를 줄이고 같은 샘플 데이터의 변화를 줄일 수 있습니다. 이 단백질의 침전 단계는 대사 체 연구를위한 필요하고, 그것은에서 단백질을 제거하기 때문에 생략 할 수 없습니다종래의 작은 분자 시료는 질량 분석기에서 분석 프로파일. 그것은 병원균 큰 거대 분자를 제거하고 릴리스는 단백질 7에서 대사 산물을 결합. 시료에서 단백질 축적 부족 HPLC 컬럼의 수명을 확장 및 정확성과 결과의 품질. 5는 혈장에이 기술을 수행 할 때 형성 단백질 펠릿 묘사 인도 증가한다. 이는 작은 분자의 검출은, 이온 풍부를 강화하고, 시료 중의 단백질의 매트릭스 효과를 줄일 수있다. 이 모든 단백질이 단계에서 제거되는 것으로 가정하고 있기 때문에 또한, LC-MS 분석에서 발견 된 아미노산 대사 변경에서보다는 단백질 분해에서 발생한 것입니다. 이 두 섞이지 않는 층으로 친수성과 소수성의 대사 산물을 분리하기 때문에 액체 - 액체 추출 단계가 중요합니다. 6 그림 LLE 절차 및 담당자를 보여줍니다LLE 층의 resentation. 두 층의 부적절한 분리 대사 손실되는 또는 두 분수에서 용출되는 중 하나가 발생합니다. 이 단계를주의 깊게 응용 프로그램은 소수성 부분에 표시 친수성 ​​화합물의 수를 줄일 수 있습니다. 는 대표적인 결과를 포함하는 분획을 판단 할 수 없기 때문에 이러한 화합물에 대한 결과는 신뢰할 수없는됩니다. 제대로 할 때, 대사 오버랩 감소된다. 특히 지질에서뿐만 아니라, 예를 들어 티올 그룹을 포함 할 수있는 작은 분자, 산화 분해를 방지하기 위해 산소에 노출이 최소로 유지되어야한다. 따라서,이 절차는 항상 지질 또는 티올 함유 화합물의 산화를 방지 / 감소시키는 질소하에 수행된다. 또한, 샘플 및 / 또는 솔루션의 전송 샘플을 신속하게 아래로 건조 질소를 일정하게 아래에 배치 한 후, 산소 노출을 줄이기 위해 (첫 번째 분 이내) 빠르다. 일단 건조, 그들은 즉시 주이다ately 위에서 설명한 이유로 100 % 메탄올에 재현 탁. 연구소는 여러 가지 방법이 포괄적 인 방법 혜택을 누릴 수 있습니다; 화합물의 하나의 클래스를 분리하고자하는 연구자는 자신의 요구에 가장 적합한 방법의 일부를 선택할 수 있습니다. 단지 대사 풀을 구하는 단백질 침전을 수행하고자하는 사람은 그렇게 할 수있다. 친수성 대사 산물과 같은 많은 의약품, 아미노산, 당류, 또는 단지 소수성 대사 물질과 같은 트리글리 세라이드, 에폭시, 지용성 비타민, 예를 들어 인지질로서, 소망이라면, 연구자 액체 - 액체 추출을 수행 할 수 있으므로, 요구된다면 단백질 침전 다음 단계로 원하지 않는 부분을 삭제. 소수성 화합물 (중성 지질, 지방산, 인지질)의 추가 하위 분류를 요구하는 수사는 분류 단계로 진행할 수있다. 스토리지 고려 maintaini에 중요하다나중에 분석을 위해 샘플의 가능성을 겨. 샘플이 잘못 저장되어있는 경우, 분해 또는 분해가 발생할 수 있습니다. 이상적으로, 샘플은 빛에 민감 종의 저하를 방지하기 위해 멀리 빛에서 스크류 캡 호박색 유리 병에 보관해야합니다. 샘플은 또한 신진 대사 저하 23-25을 방지하기 위해 -80 ° C에서 냉동 보관해야합니다. 여기에서 자세히 설명하지 않지만, 샘플은 항상 LC-MS 분석에서 자동 시료 주입기 트레이에 4 ° C에 보관됩니다. 이것은 모든 샘플을 일정한 온도 및 주위 온도의 변화가 샘플의 점도, 용해도, 또는 안정성에 영향을주지 않는 것으로 유지되는 것을 보장한다. 그것은 같은 LLE 및 SPE로이 절차의 매뉴얼 측면이,,하는 단계와 자신감과 편안함을 얻기 위해 연습을하는 것이 좋습니다. 몇 가지 제한 사항이 기술을 위해 존재한다. 소수성 및 친수성 ​​대사의 비밀스러운 분리는 특정 화합물을 본인 의지로 보장 할 수 없습니다이라 고한다면, 때문에 그들의 화학 성분 및 충전 상태로 두 분수로 분할. 도 4, 단백질 펠렛 추출 단계 동안 부적절한 기술 샘플 및 품질 관리 모두 불량 대사 재현성이 발생할 수있는 바와 같이 또. 통계 전원이 사용할 수 없기 때문에 특히 작은 데이터 세트에서 통계에 영향을 미칩니다. 따라서이 단계가 정확하게 각 샘플에 대해 동일한마다 수행하는 것이 중요합니다. 또 다른 한계는 시간입니다. 정지 점 샘플을 고정 할 수 있고, 준비가 다음날 계속이 프로토콜을 통해이 있지만, 하루 종일이 절차를 수행 할 따로 설정해야합니다. 셋째, 생체 시료 내의 모든 화합물은 이온 억제를 위해 평가 될 수 없습니다. 이 행렬은 각각의 대사에 영향을 미치는 방법을 식별 할 수 없기 때문에, 현재의 옵션은 이론적 endogenou 몇몇 클래스를 모방 내부 기준을 평가할 수있다의 대사. 마지막으로, 절대 식별이 방법으로 단독으로 수행 할 수 없습니다. 데이터베이스 검색 및 표준에 공동으로 협력하여 MS는 절대 대사 산물 식별이 필요합니다. 대사의 중요한 부분은 화합물의 식별이다. 여기에서 상세하게 논의되지는 않았지만, 품질 관리 샘플을 LC-MS를 이용하여 분석 하였다. 여러 샘플 준비 공백 및 악기 공백함으로써보다 안정적인 대사 히트의 결과로, 오염 물질에서 잘못된 반응의 속도를 줄이기 위해 배경 빼기로 사용하기 위해 준비 하였다. 이 단계에 이어, &quot;분자 기능&quot;의 수는 m / z, 머무름 시간, 동위 원소 비율, 실제 화합물의 목록을 생성하는 부가 물을 기반으로 그룹화 하였다. 화합물의 목록이 크게 감소되었지만 그들이 동일한 화합물에서 체류 부가 물에 기초하지 않은 것처럼, 결과는 더 안정적이었다. 전체 방법은 포괄적이고 isolatio 수 있습니다그러한 중성 지질, 인지질, 지방산, 트리글리 세라이드, 및 스테로이드, 또한 수성 분획 친수성 클래스를 분리하는 동안, 어느 에이코 사 노이드는 당, 플라보노이드, 및 아미노산 12 확인 된 26 소수성 대사 N.

생물학적 반응은 세포 프로세스의 최종 제품 등의 대사 산물을 생성합니다. 대사 체학은 이러한 과정의 결과로 유기체에 존재하는 모든 화합물의 집합이다. 그것은 세포의 생리학의 사진을 제공하고, 외부 또는 내부 자극 1, 2에 유기체의 반응을 반영한다. 이러한 자극은, 환경 독성, 약물,식이 요법, 호르몬, 질병과 관련이있을 수 있습니다. 많은 대사 체 응용 프로그램이 현재 연구자들에 의해 연구되고 있으며, 바이오 마커의 발견 3, 영양 연구 4, 식품 과학 (5), 약물 테스트 6 (가) 있습니다. 에 관계없이 응용 프로그램, 데이터, 오염 및 오탐 (false positive)의 존재의 변화가 감소 또는 제거하는 것이 바람직 할 필요가있다. 바이오 마커 발견에 또는 생물학적 F를 제어하고 질환 군 간의 차이를 결정하는, 또는 피사체에 약물의 효과를 조사하는 경우LUID는 요청을 받고 질문에 따라 선택하고, 대사 산물의 종류는 7 조사를 받고. 예를 들어, 샘플 전 염증성 시토카인의 농도에서 대사 산물을 탐구하고 투여 후, 천식 환자의 폐에 흡입 약물의 즉각적인 효과를 공부하는 경우는 우선 일 것입니다. 차이가 실제 생물학적 변화보다는 부적절한 시료 전처리 기술에 기인 관찰 보장하기 위해 표준화되고 일관성있는 실험 프로토콜은 8 필수적이다. 샘플 정보를주의 깊게 같은 몇 가지 이름을 생물학적 유체, 동물, 변형, 샘플링 시간, 대상 연령, 성별, 같은 변수가 모두 고려 및 연구 9에 고려되는 것을 보장하기 위해 문서화되어야한다. 또, 오염이나 오 탐지의 가능성을 줄이기 위해, 그것은 용매 블랭크 계측기 블랭크가 열을 분석 할 것을 권장한다. 이 프로토콜의 경우, 용어 &quot;대사LITES는 &quot;확인 된 실제 화합물을 참조하는 데 사용됩니다. 벤더의 소프트웨어를 사용하여, 초기 피크 발견 알고리즘은 질량 스펙트럼 피크를 검출하기 위해 사용된다. 이들 피크는 질량 대 전하 (m / z)의 비율 및 체류 시간을 기준으로 정렬된다. 두번째 알고리즘은 다음 단일 화합물에 여러 기능을 결합하는 데 사용된다. 이 나트륨, 칼륨, 또는 양성 이온화 모드 암모늄 부가 물, 및 음이온 모드 클로라이드와 같은 기능을 포함한다. 소프트웨어의 추가 옵션은 이량 체 및 기타 부가 물 등의 기능이 포함되어있다. 181.0707 m / z (M + H)에서의 피크와 함께, 예를 들어 글루코스를 사용 198.0972 m / z (M + NH 4) 및 203.05261 m / z (M + NA), 동일에 대응하는 세 개의 피크가 될 제 알고리즘을 사용하여 인 화합물. 분자식을 기반으로하는 두 번째 알고리즘은, 적용 그러나 때이 세 가지 부가 한 화합물의 결과로 그룹화됩니다. 대사 산물은 SAMP 내에서 간섭을 일으킬 수 있습니다본 발명의 화합물의 복잡성으로 인해 레. 하나의 샘플 원인의 대사 산물의 수천의 존재는 특히 낮은 풍부한 대사의 억제 신호. 샘플 정리 단백질을 방해 제거하고 다수의 분수에 이후의 분리는 샘플이되어, 피크 분리를 개선 해상도를 증가시키고 신진 대사 coelution 감소의 복잡성을 줄일 수 있습니다. 따라서, 샘플 정리 및 화합물의 개선 된 분리가 필요합니다. 그것도 다양한 극성 용매의 사용과 혼자 단백질의 침전을 보여왔다,이 문제를 11, 12를 확인할 수 없습니다. 그러나, 후속 분별 단계와 같은 MTBE와 같은 강한 유기 용매를 조합하여 대사 산물 범위가 증가된다. 양 등. (12)는 결합 MTBE 용매 추출을 사용하여 3,806 대사에 각각 메탄올 또는 단독으로 메탄올 에탄올 침전 1,851 또는 2,073에서 대사 산물의 증가를보고고체 상 추출 (SPE) 단계 하였다. 감소 된 대사 산물의 중복, 향상된 피크 분리 및 증가 된 대사 산물의 풍요 로움은이 방법으로 관찰되었다. 이러한 중합체와 같은 비 대사에서 오염은 시료 채취, 용매, 또는 장비 노이즈가 발생할 수 있으며, 잠재적으로 중요한 대사 산물의 신호 억제 될 수 있습니다. 그것은 것을 권장 기술자 (들)과 준비가 지속적으로 같은 브랜드, 유형 및 샘플 수집 튜브, 피펫 팁과 샘플의 수집과 준비를하는 동안 사용되는 다른 튜브의 크기를 사용하여 샘​​플링하기 전에 샘플을 수집하는 사람들. 이 데이터 분석은 관측 된 변화가 실제와 다른 소스에서 배경의 차이에 기인하지 않는 것으로 가득 차있는 신뢰를 가질 수 있습니다. 치료 효과, 질병 및 제어 그룹 또는 다른 대사 분석 사이의 차이는 증가 자신감을 조사 할 수 있습니다. 메타OD 여기에서 논의 플라즈마, BALF, 또는 뇌척수액 (CSF) 액체 크로마토 그래피 - 질량 분석 (LCMS)을 기준으로 분석을위한 비 대상으로 대사 체 프로파일 링에 대한 샘플에 적용 할 수있는 결합 된 샘플 준비 방법 13-15에 초점을 맞추고 있습니다. 액체 크로마토 그래피 (LC)와 초 고성능 액체 크로마토 모두 (UPLC) 분리 기술이 절차에이어서 MS에 연결될 수있다. 대사 체 연구를 수행하는 많은 연구자들은 단백질 침전 기술 및 / 또는 액체 - 액체 추출법 (16, 17) 중 하나를 사용한다. 우리의 연구에서이 적은 대사 산물이 검출되는 결과. 여기에 설명 된 방법 (12)은 대사 체의 넓은 범위를 덮고, 대사의 많은 수의 검출 및 식별을 가능하게한다. 이 증가는 대사 산물 클래스의 사전 분리로 인한 감소 된 샘플 및 매트릭스 효과의 높은 순도에 기인한다. 초기 제자EIN 침전 단계는 샘플로부터의 단백질을 제거하고, 냉 메탄올 (메탄올)을 사용하여 수행된다. 메틸 tert-부틸 에테르 (MTBE) 및 물을 사용하여 액체 - 액체 추출 (LLE)이 친수성 ​​및 소수성 화합물을 분리하는 데 사용된다. 지방산, 중성 지질, 인지질 및 -이어서 고상 추출 (SPE)가 세 개의 클래스로 소수성 화합물을 분리하는 소수성 층에서 수행된다. 친수성 분획을 물 중 5 % 아세토 니트릴 재구성하면서 소수성 분획을 100 % 메탄올에서 재구성된다. 고상 추출 (SPE) 단계는 달리 본 것 coeluting 화합물의 수를 줄임으로써 결과에 자신의 첨가 수준은 분리 단계가 수행되지 않았 제공한다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="628">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:167px;">Acetonitrile</td>
			<td style="width:163px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">A955-4</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:167px;">Methanol</td>
			<td style="width:163px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">L-6815</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:167px;">Chloroform</td>
			<td style="width:163px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">C606-1</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:167px;">Hexane</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">34859</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:167px;">Acetic acid</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">49199-50ML-F</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:167px;">Methyl tert-butyl ether</td>
			<td style="width:163px;">J.T. Baker</td>
			<td style="width:119px;">9042-03</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:167px;">Isopropyl alcohol</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">34965-2.5L</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Water</td>
			<td style="width:163px;">Honeywell Burdick &#38; Jackson</td>
			<td style="width:119px;">365-4</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:167px;">OA-SYS heating system</td>
			<td style="width:163px;">Organomation Associates, Inc</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td style="width:183px;">Used to keep samples under a constant flow of nitrogen while at 35oC</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">12-position vacuum manifold</td>
			<td style="width:163px;">Phenomenex</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:167px;">Strata NH2 (55&#181;M, 70&#197;) 100mg/mL SPE cartridges</td>
			<td style="width:163px;">Phenomenex</td>
			<td style="width:119px;">8B-S009-EAK</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Glass pipette tips</td>
			<td style="width:163px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">13-678-20C</td>
			<td style="width:183px;">Used to transfer sample to SPE column</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="2" style="height:43px;width:167px;">Plastic pipette tips</td>
			<td rowspan="2" style="width:163px;">USA Scientific</td>
			<td style="width:119px;">1182-1830</td>
			<td rowspan="2" style="width:183px;">Used when glass tips are not necessary</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:119px;">1182-8810</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:167px;">Microcentrifuge tubes</td>
			<td style="width:163px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">02-681-320</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="2" style="height:43px;width:167px;">Graduated glass pipets</td>
			<td rowspan="2" style="width:163px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">13-678-27B</td>
			<td rowspan="2" style="width:183px;">Used to transfer organic solvents during sample prep</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:119px;">13-678-27E</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:167px;">Pyrex glass culture tubes</td>
			<td style="width:163px;">Corning Incorporated</td>
			<td style="width:119px;">99499-16X</td>
			<td style="width:183px;">Used to store aqueous and lipid fractions until the next step</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:167px;">Autosampler vials</td>
			<td style="width:163px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;">5182-0545</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Snap cap vials for autosampler vials</td>
			<td style="width:163px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;">5182-0541</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Glass inserts</td>
			<td style="width:163px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;">5183-2085</td>
			<td style="width:183px;">Used for small sample volumes</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Mass Hunter Qualitative Analysis software</td>
			<td style="width:163px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;">Version B.06.00</td>
			<td style="width:183px;">Used to monitor retention times and pressure curves</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:167px;">Mass Hunter Quantitative Analysis software</td>
			<td style="width:163px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;">Version B.05.02</td>
			<td style="width:183px;">Used to analyze quality control and sample data</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:167px;">Mass Profiler Professional software</td>
			<td style="width:163px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;">Version B.12.50</td>
			<td style="width:183px;">Used to determine statistics, fold changes, and perform metabolite identification</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multi-step preparation technique to recover multiple metabolite compound classes for in-depth and informative metabolomic analysis

대사는 생물 학적 과정에 대한 통찰력을 얻기 위해 살아있는 유기체에서 샘플 프로파일 링을 가능하게하는 새로운 분야이다. 대사의 중요한 측면은 일관성이 기술은 신뢰할 수없는 결과를 생성함으로써 샘플 준비입니다. 이 기술은 단백질의 침전, 액체 - 액체 추출, 4 개의 별개의 클래스로 대사 산물을 분별 수단으로 고상 추출을 포함한다. 감도의 결과로 증가 낮은 풍부한 분자의 개선 농축을 얻을, 그리고 궁극적으로 분자의 더 많은 신분을 확인하는 결과됩니다. 이 기술은 플라즈마, 기관지 세척액, 50 μL의 낮은 볼륨이있는 뇌척수액 샘플에 적용되었습니다. 시료는 여러 다운 스트림 애플리케이션에 사용될 수있다; 예를 들어, 단백질의 침전으로 인해 펠릿 나중에 분석을 위해 저장 될 수있다. 이 단계에서 상등액을 사용하여 액체 - 액체 추출을 겪는다물과 친수성과 소수성 화합물을 분리하는 강한 유기 용제. 분별하면, 친수성 ​​층은 나중에 분석을 위해 처리 될 수 있거나 필요하지 않으면 폐기. 소수성 분획은 추가로 지방산, 중성 지질 및 인지질로 분별하는 세 고상 추출 단계에서 용매의 시리즈로 처리된다. 이 기술자에게 화합물의 클래스 분석을 위해 선호되는 선택할 수있는 유연성을 허용한다. 또한 화학 클래스가 존재의 지식 이후보다 안정적인 대사 산물 식별에 도움이됩니다.

전체 샘플 준비 기술은 전술 한 바와 같이 수행하고, 중요한 및 / 또는 중요한 측면은 다음과 같다. 친수성과 소수성 내부 표준은 다양한 추출 방법을 사용하여 내부 표준 및 내인성 대사 존재비의 직접적인 비교를 수행하는 풀링 된 혈장 샘플로 스파이크 하였다. 액체 크로마토 그래피 - 질량 분석법 (LC-MS)의 데이터가 정량적 소프트웨어를 사용하여 분석하고 우수한 복구 및 내인성 화합물 및 내부 표준을 모두 분리 초래 하였다.도 1은 지질 수준 모두를 추출하는 MTBE-SPE 방법의 효과를 보여 (A) 및 내인성 화합물 (B). 전반적으로 더 추출 및 대사 산물의 커버리지 메탄올 추출, 또는 &#39;MTBE 전용&#39;추출 등의 다른 방법에 비해 얻었다 때 숫자 OF 기능은 LC-MS 분석을 다음과 같은 질적 및 양적 소프트웨어를 사용하여 비교 하​​였다. 예를 들어, 메탄올만을 추출하여, 크레아티닌 D-3에 대한 편차는 15.2 %였다. 그러나, MTBE LLE,이 1.04 %의 CV로 감소했다. MTBE를 사용하여, 지질 및 수성 화합물의 재현성 &lt;지질 및 수성 화합물의 각각 29 %보다 큰 편차의 15 % 귀착 간단 메탄올 추출에 비해 각각 8 % &lt;5 %였다. 지질 회수율을 모니터링하는 데 사용되는 내부 표준 - 테스토스테론 D-2, C17 세라미드, 15시 PC, 단독 메탄올을 사용하는 것에 비해 26 %, 200 %, 100 %, 400 % 각각 증가 17시 PE. 비슷한 증가는 지방산 내부 기준과 phosphotidylcholine 및 phosphotidylethanolamine 내인성 대사 산물 검출되었다. 이러한 스핑, 세라마이드, 디아 실 글리세롤, 트리 아실 글리세롤, 콜레스테롤, 스 핑고 마이 엘린과 같은 다른 내인성 대사 산물이 검출되지 않은 하나메탄올을 사용하거나 무시할 수있는 수준으로 검출되었다. 그러나 이러한 내인성 지질 쉽게 MTBE 추출을 사용하여 검출 하였다. 표준 프로토콜을 비교 분석 결과에서, 다음과 같은 결과가 얻어졌다 : 메탄올 침전 단독 1851 대사 결과, 메탄올 - 에탄올 침전이 2073 대사를 베푼, 액체 - 액체 추출과 MTBE는 액체 - 액체 회수 고체상 추출로 3125 및 MTBE 준 3,806 대사. 감소 된 이온 억제 전에 LC-MS에 청소기 샘플에 가장 가능성이 추출되는 대사 산물의 큰 숫자에 따라서이 방법의 결과. 그림 2는 자신감 대사 산물 식별을위한 각각의 화학 클래스로 소수성 대사 산물을 분리의 효율을 보여줍니다. SPE는 다음의 세 가지 지방질 분획에서 식별 화합물의 최소의 중첩이있다. 지원, 3은 그림ISTD의이 화학적 클래스에 관련된 부분에서 용출 된 것을 보여주는 내부 기준을 복구 할 수 있습니다. 품질 관리 샘플, 샘플 준비의 품질을 평가하기위한 분석의 체류 시간이 큰 샘플 세트를 위해 필요할 때 어떤 배치 효과를 결정하기 위하여, 계측기 재현성을 모니터링하는 데 사용된다. 크로마토 그램에서 스파이크 된 표준 이하 ± 5 % 이하 ± 3 ppm을 보존 시간 윈도우 질량 오류 복구 90 %보다 큰 것을 보장하기 위해 시험된다. 이러한 기준이 충족되지 않으면, 그 결과는 폐기되고 샘플은 다시 분석된다. 보존에 시프트 한 배치에 대해 관찰된다 배치 효과의 경우, 데이터 분석 소프트웨어가이 보정 할 수있다. 풀링 된 혈장의 이전 준비 일괄 처리는 샘플 준비를 시행 하였다. 분획 후 오토 샘플러 바이알에 계대 분주 및 감시 기기 조건에서 사용하기 위해 -80 ° C에 보관 하였다모든 샘플의 분석에 걸쳐 tions. 표 1은이 스파이크에 기준의 결과를 보여줍니다. QC 샘플을위한 스파이크의 표준의 % CV는 10 %보다 더 컸다 때문에 지방산 마이너스 이온화 모드 분획 (데이터 표에 도시되지 않음) 분석에 사용되지 않았다. 그 부분에 대한 데이터 집합에 따라서 폐기 장비는 검사 및 유지 하였다. 표 2는 샘플 준비 및 세중 악기 주사의 세 가지 다른 일 다음 샘플에서 내인성 대사의 결과를 보여줍니다. 샘플 준비 QC 샘플의 내인성 대사 샘플 준비의 강도뿐만 아니라 기기 주입 재현성을 나타내는 모든 재현성. 샘플 준비 단계가 제대로 지켜지지 않는 경우에는, 그러나, 신뢰할 수와 일치하지 않는 결과를 얻을 수있다. 그림 4는 결과를 보여줍니다 때 방법의 단백질 침전 단계설명 된대로 따라하지 않습니다. 세 개의 연산자, A, B, 및 C는 풀링 된 혈장 샘플에 대해 동일한 샘플 준비 절차를 수행. 조작자가 아니라 실험 프로토콜마다 상등액의 요구량을 피펫보다 대신 펠렛의 일부를 모두 세척 대해&gt; 1 ㎖를 피펫. 이것은 그 부분에 대한 잘못된 반응의 높은 숫자에 나 섰으나 데이터의 변동성을 증가뿐만 아니라. 데이터의 재현성 크로마토 그래피는도 7에서 볼 수있다. 풀링 혈장 샘플이 프로토콜에 설명 된 단백질 침전, 액체 - 액체 추출, 및 고체상 추출을 사용하여 각각 다른 날에 중으로 준비 하였다. 각각의 분획은 프로토콜의 섹션 7에 기재된 크로마토 그래피 분리를 이용하여 분석 하였다. 샘플은 다음기구 및 샘플 제조의 재현성을 평가하기 위하여 LC-MS에 중으로 주입 하였다. 이 일관성 중복 streng를 모두 보여줍니다세 가지 일에 준비된 샘플 준비뿐만 아니라 재생 가능한 결과를 생산 크로마토 그래피 방법의 강도의 재현성 번째. 화학적 노이즈 증가는 지방산 분획의 마이너스 이온화 모드로 관찰된다. 이는 LC-MS 용제의 오염 물질 발생과 일치하지 않는 양적 메타 볼로 결과가 발생할 수 있습니다. 따라서 이전의 9 분에 용출 만 대사 산물을 분석 하였다. 긴 작업 목록을 실행하는 경우, 기기의 감도와 버퍼 농도의 변화의 손실 감소 신호 강도와 유지 시간의 변화의 결과로 시간이 지남에 따라 발생할 수 있습니다. 머무름 시간 오버랩 편차가 5 % 미만이며, 신호 강도의 변화가 10 % 미만이면, 데이터는 표준 실험실 한계 내에 여전히. 분석 소프트웨어는 기기 및 머무름 시간 드리프트 보정하기 위해 데이터를 정렬하고 정규화하는데 사용될 수있다. 그러나 편차가 있다면 LARGE는 다음 이유는 결정되어야한다. 이것은 정류되면, 샘플을 다시 분석 할 수있다. <img alt="그림 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51670/51670fig1highres.jpg" width="500" /> 그림 1. 추출과 역상 크로마토 그래피 (RPC) 12 다음 지질 ISTDs (A) 및 내인성 대사 물질 (B)의 풍요 로움. 추출을 수행하고, 얻어진 샘플은 RPC를 사용하여 분리하고, 양 및 음 이온화 모드에서 LC-MS를 이용하여 분석 하였다. 이 수치는 양 등, 크로마토 그래피 (1300), 217-226 (2013)의 저널에서 수정되었습니다. <img alt="그림 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51670/51670fig2highres.jpg" width="500" /> 그림 2. MTBE-SPE의 비교는 12 분수. 각 FR에서 식별 대사동작은 프렙의 SPE 부분 동안 오버랩의 양을 식별하는 비교 하​​였다. 벤 다이어그램의 숫자는 각 분획에서 검출 된 대사 산물의 수를 반영한​​다. 여기서 마이너 오버랩 SPE 단계 동안 성공적인 화합물 추출 및 대사 산물 클래스 분리를​​ 나타내는 세 개의 분획물 구비 관찰된다. 이 수치는 양 등, 크로마토 그래피 (1300), 217-226 (2013)의 저널에서 수정되었습니다. <img alt="그림 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51670/51670fig3highres.jpg" width="500" /> 그림 3. MTBE-SPE 방법 (12)을 사용하여 분수에 ISTDs의 복구. 추출을 수행하고, 얻어진 샘플은 RPC를 사용하여 분리하고, 텍스트에서 설명한 양 및 음의 모드 LCMS를 이용하여 분석 하였다. 이 수치는 양 등, 217-226 (2013) 크로마토 그래피 (1300)의 저널에서 수정되었습니다. &lt;/ P&gt; <img alt="그림 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51670/51670fig4highres.jpg" width="500" /> 그림 4. 3 사에 의해 제조 된 펠릿 부분에서 결과. 세 개의 샘플 준비 사업자 A, B, 및 C는 풀링 된 혈장 시료에 동일한 단백질의 제조 공정을 수행 하였다. 벤 다이어그램의 숫자는 각 오퍼레이터에 의해 검출 된 대사 산물의 수를 반영한​​다. 운영자가 500보다 대사, 대부분의 특정 부분에 대한 오 탐지되는 결과, 전체 뜨는 펠릿을 피펫 팅하는 동안 운영자 B와 C는 샘플 준비 프로토콜 당 필요한 볼륨을 피펫. <img alt="그림 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51670/51670fig5highres.jpg" width="500" /> 단백질 침전 단계에서 단백질 펠렛의 그림 5. 형성 &lt;. / strong&gt;을 (A) 인간 혈장 100 μL 사전 준비 견본, (B) 플라즈마 얼음 냉 메탄올을 첨가 한 후, 18,000 X에서 15 분 0 ° C에서 원심 분리 한 후 튜브의 바닥에 형성된 (C) 단백질 펠렛 g. <img alt="그림 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51670/51670fig6highres.jpg" width="500" /> 액체 - 액체 추출 (LLE) 단계에서 친수성과 소수성 층의 그림 6. 분리. 유기 용매를 메틸 t-부틸 에테르 (MTBE) 및 물을 친수성과 소수성의 대사 산물을 분리하기 위해 사용되었다. MTBE 층은 비극성 화합물을 용해하고 물 층은 극성 화합물을 용해했다 (A) 플라즈마 상청액 단백질 제거 후;. (B) 플라즈마 질소하에 건조시킨 후, MTBE를 첨가 한 후 (C) 플라즈마; <str<html> 사연&gt; 플라즈마 및 MTBE에 물 (D) 또한, 원심 분리 후 형성 (E) MTBE 물 층, 최고 MTBE 층 (F) 제거, (G) MTBE 제거 후 남아 주로 친수성 층. <img alt="그림 7" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51670/51670fig7highres.jpg" width="500" /> 그림 7.. 샘플 준비는 세 개의 분리 된 풀링 된 플라즈마 QC 샘플 및 각 샘플에 수행 된 선택 집합의 분수의 크로마토 그램은 LC-MS 악기 회 반복 주입 하였다. 메소드 프로토콜의 섹션 7에 나타낸 LC-MS의 파라미터를 이용하여 얻은 혈장 시료의 총 이온 크로마토 그램이다 나타낸다. 다른 생물학적 유체 크로마토 그래피 표현으로 인해 신진 대사 조성의 차이에 따라 달라질 수 있습니다.&quot;K&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="485"><colgroup><col /><col /><col /><col /><col /><col /></colgroup><tbody><tr height="42"><td height="42" style="height:42px;width:85px;"> 분수 </td><td style="width:72px;"> 이온화 모드 </td><td style="width:127px;"> 내부 표준 </td><td style="width:23px;"> N </td><td style="width:103px;"> 평균 피크 면적 </td><td style="width:77px;"> 피크 면적 %의 CV </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> 수성 </td><td> 긍정적 인 </td><td> 크레아티닌-D 3 </td><td> 31 </td><td> 2217311 </td><td> 3.8 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> 중성 지질 </td><td> 긍정적 인 </td><td> 트리글리 세라이드-D 5 </td><td> 31 </td><td> 4837032 </td><td> 9.9 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></tD&gt; <td></td><td> C17 세라마이드 </td><td> 31 </td><td> 12736707 </td><td> 7.9 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> 인지질 </td><td> 긍정적 인 </td><td> 15시 PC </td><td> 32 </td><td> 1248929 </td><td> 9.3 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></td><td></td><td> 17시 PE </td><td> 32 </td><td> 517234 </td><td> 7.9 % </td></tr></tbody></table> 아군 내부 기준에서 표 1. 품질 관리 결과. 폐기종 마우스 모델 데이터 세트로부터 풀링 된 혈장 샘플이 다중 주 연구를위한 매일 악기 상태를 감시하기 위해 분석 하였다. 정량 분석​​ 소프트웨어는 내부 기준 (N 악기 QC = 주사의 개수)의 피크 면적을 측정 하였다. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="555"><colgroup><col /><col /><col /><col /><col /></colgroup><tbody><tr height="42"><td height="42" style="height:42px;width:85px;"> 분수 </td><td style="width:76px;"> 이온화 모드 </td><td style="width:212px;"> 내인성 대사 </td><td style="width:103px;"> 평균 피크 면적 </td><td style="width:80px;"> 피크 면적 %의 CV </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> 수성 </td><td> 긍정적 인 </td><td> 크레아티닌 </td><td> 2554574 </td><td> 2.3 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></td><td></td><td> 발린 </td><td> 3712151 </td><td> 3.3 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></td><td></td><td> 포도당 </td><td> 2669190 </td><td> 6.9 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> 중성 지질 </td><td> 긍정적 인 </td><td> 3 Dehydrosphinganine </td><td> 226644 </td><td> 3.9 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></td><td></td><tD&gt; DG (16시 / 16시 1분 / 0:0) </td><td> 11301 </td><td> 8.2 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></td><td></td><td> DG (P-14 : 0 / 18 : 1) </td><td> 364119 </td><td> 1.9 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> 인지질 </td><td> 긍정적 인 </td><td> PC (24:0 / 0:0) </td><td> 27599 </td><td> 0.9 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></td><td></td><td> PC16 : 0 / 22 : 6) </td><td> 2873326 </td><td> 4.5 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></td><td></td><td> PI (16시 / 18시 1분) </td><td> 112998 </td><td> 4.4 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> 지방산 </td><td> 긍정적 인 </td><td> 10 - 옥소 -5,8 - decadienoic 론산 </td><td> 1363284 </td><td> 2.3 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></td><td></td><td> 16 - 옥소 - 헵타 데칸 술폰산 </td><td> 83700 </td><tD&gt; 2.9 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></td><td></td><td> 2 - 메틸 발레르 산 </td><td> 285782 </td><td> 5.7 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> 지방산 </td><td> 부정 </td><td> 10 - 하이드 록시 -8 - 옥타 술폰산 </td><td> 10042 </td><td> 4.9 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></td><td></td><td> (R) - laballenic 산 </td><td> 173929 </td><td> 6.5 % </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"></td><td></td><td> 2 - 케토 발레르 산 </td><td> 35488 </td><td> 6.0 % </td></tr></tbody></table> 내인성 대사에서 표 2. 품질 관리 결과. 인간의 질병 데이터 집합의 풀링 된 혈장 샘플은 별도의 일에 샘플 준비 재현성을 모니터링 분석 하였다. 샘플은, 3 일 동안 중으로 준비 (N = 9 준비 QC 주사)했다.

Watch this Scientific Journal Video about Multi-step Preparation Technique to Recover Multiple Metabolite Compound Classes for In-depth and Informative Metabolomic Analysis at JoVE.com

Multi-step Preparation Technique to Recover Multiple Metabolite Compound Classes for In-depth and Informative Metabolomic Analysis

대사 체학 실험 결과의 신뢰성은 시료 준비의 효율성과 재현성에 따라 달라집니다. 이후 화합물의 수천까지 분석, 또는 관심의 단지 화합물의 클래스의 옵션을 사용하여 생체 액에서 대사 산물의 추출을 가능하게하는 엄격하고 심도있는 방법입니다 설명.

심층하고 유익한 대사 체 분석을위한 여러 대사 산물 화합물 클래스를 복구하려면 여러 단계의 제조 기술

Metabolomics is an emerging field which enables profiling of samples from living organisms in order to obtain insight into biological processes. A vital ...

multi-step-preparation-technique-to-recover-multiple-metabolite

Research

JoVE Journal

Bioengineering

32.2K 조회수.  National Jewish Health.  대사 체학 실험 결과의 신뢰성은 시료 준비의 효율성과 재현성에 따라 달라집니다. 이후 화합물의 수천까지 분석, 또는 관심의 단지 화합물의 클래스의 옵션을 사용하여 생체 액에서 대사 산물의 추출을 가능하게하는 엄격하고 심도있는 방법입니다 설명. 

비디오: Multi-step Preparation Technique to Recover Multiple Metabolite Compound Classes for In-depth and Informative Metabolomic Analysis

Specimen Preparation, Imaging, and Analysis Protocols for Knife-edge Scanning Microscopy

Major advances in high-throughput, high-resolution, 3D microscopy techniques have enabled the acquisition of large volumes of neuroanatomical data at submicrometer resolution. One of the first such instruments producing whole-brain-scale data is the Knife-Edge Scanning Microscope (KESM)7, 5, 9, developed and hosted in the authors' lab. KESM has been used to section and image whole mouse brains at submicrometer resolution, revealing the intricate details of the neuronal networks (Golgi)1, 4, 8, vascular networks (India ink)1, 4, and cell body distribution (Nissl)3. The use of KESM is not restricted to the mouse nor the brain. We have successfully imaged the octopus brain6, mouse lung, and rat brain. We are currently working on whole zebra fish embryos. Data like these can greatly contribute to connectomics research10; to microcirculation and hemodynamic research; and to stereology research by providing an exact ground-truth. 
In this article, we will describe the pipeline, including specimen preparation (fixing, staining, and embedding), KESM configuration and setup, sectioning and imaging with the KESM, image processing, data preparation, and data visualization and analysis. The emphasis will be on specimen preparation and visualization/analysis of obtained KESM data. We expect the detailed protocol presented in this article to help broaden the access to KESM and increase its utilization.

The full process from brain specimen preparation to serial sectioning imaging using the Knife-Edge Scanning Microscope, to data visualization and analysis is described. This technique is currently used to acquire mouse brain data, but it is applicable to other organs, other species.

나이프 - 에지 스캐닝 현미경에 대한 표본 준비, 이미징 및 분석 프로토콜

Major advances in high-throughput, high-resolution, 3D microscopy techniques have enabled the acquisition of large volumes of neuroanatomical data at ...

연구

생체공학

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic valve leaflets are composed of interstitial cells suspended within an extracellular matrix (ECM) and are lined with an endothelial cell monolayer. The valve withstands a harsh, dynamic environment and is constantly exposed to shear, flexion, tension, and compression. Research has shown calcific lesions in diseased valves occur in areas of high mechanical stress as a result of endothelial disruption or interstitial matrix damage1-3. Hence, it is not surprising that epidemiological studies have shown high blood pressure to be a leading risk factor in the onset of aortic valve disease4. 
The only treatment option currently available for valve disease is surgical replacement of the diseased valve with a bioprosthetic or mechanical valve5. Improved understanding of valve biology in response to physical stresses would help elucidate the mechanisms of valve pathogenesis. In turn, this could help in the development of non-invasive therapies such as pharmaceutical intervention or prevention. Several bioreactors have been previously developed to study the mechanobiology of native or engineered heart valves6-9. Pulsatile bioreactors have also been developed to study a range of tissues including cartilage10, bone11 and bladder12. The aim of this work was to develop a cyclic pressure system that could be used to elucidate the biological response of aortic valve leaflets to increased pressure loads. 
The system consisted of an acrylic chamber in which to place samples and produce cyclic pressure, viton diaphragm solenoid valves to control the timing of the pressure cycle, and a computer to control electrical devices. The pressure was monitored using a pressure transducer, and the signal was conditioned using a load cell conditioner. A LabVIEW program regulated the pressure using an analog device to pump compressed air into the system at the appropriate rate. The system mimicked the dynamic transvalvular pressure levels associated with the aortic valve; a saw tooth wave produced a gradual increase in pressure, typical of the transvalvular pressure gradient that is present across the valve during diastole, followed by a sharp pressure drop depicting valve opening in systole. The LabVIEW program allowed users to control the magnitude and frequency of cyclic pressure. The system was able to subject tissue samples to physiological and pathological pressure conditions. This device can be used to increase our understanding of how heart valves respond to changes in the local mechanical environment.

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

A cyclic pressure bioreactor capable of subjecting heart valve tissue to physiological and pathological pressure conditions has been designed. A LabVIEW program allows users to control pressure magnitude, amplitude and frequency. This device can be used to study the mechanobiology of heart valve tissue or isolated cells.

의 순환 압력 생물 반응기 설계 예 VIVO</em대동맥 심장 밸브> 학습

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

A Microfluidic Device for Studying Multiple Distinct Strains

The study of cell responses to environmental changes poses many experimental challenges: cells need to be imaged under changing conditions, often in a comparative manner. Multiwell plates are routinely used to compare many different strains or cell lines, but allow limited control over the environment dynamics. Microfluidic devices, on the other hand, allow exquisite dynamic control over the surrounding conditions, but it is challenging to image and distinguish more than a few strains in them. Here we describe a method to easily and rapidly manufacture a microfluidic device capable of applying dynamically changing conditions to multiple distinct yeast strains in one channel. The device is designed and manufactured by simple means without the need for soft lithography. It is composed of a Y-shaped flow channel attached to a second layer harboring microwells. The strains are placed in separate microwells, and imaged under the exact same dynamic conditions. We demonstrate the use of the device for measuring protein localization responses to pulses of nutrient changes in different yeast strains.

We present a simple method to produce microfluidic devices capable of applying similar dynamic conditions to multiple distinct strains, without the need for a clean room or soft lithography.

여러 고유 긴장 유학을위한 마이크로 유체 장치

The study of cell responses to environmental changes poses many experimental challenges: cells need to be imaged under changing conditions, often in a ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting 3D cellular construct can often be more relevant to studying the molecular events and cell-cell interactions than similar experiments studied in 2D. To create effective 3D cultures with high cell viability throughout the scaffold the culture conditions such as oxygen and pH need to be carefully controlled as gradients in analyte concentration can exist throughout the 3D construct. Here we describe the methods of preparing biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors and their incorporation into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds along with their subsequent preparation for the culture of mammalian cells. The pH responsive scaffolds can be used as tools to determine microenvironmental pH within a 3D cellular construct. Furthermore, we detail the delivery of pH responsive nanosensors to the intracellular environment of mammalian cells whose growth was supported by electrospun PLGA scaffolds. The cytoplasmic location of the pH responsive nanosensors can be utilized to monitor intracellular pH (pHi) during ongoing experimentation.

Biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors can be incorporated into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds. The produced self-reporting scaffolds can be used for in&#160;situ monitoring of microenvironmental conditions whilst culturing cells upon the scaffold. This is beneficial as the 3D cellular construct can be monitored in real-time without disturbing the experiment.

3 차원 세포 배양을위한 자기보고 발판

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Preparation and Photoacoustic Analysis of Cellular Vehicles Containing Gold Nanorods

Gold nanorods are attractive for a range of biomedical applications, such as the photothermal ablation and the photoacoustic imaging of cancer, thanks to their intense optical absorbance in the near-infrared window, low cytotoxicity and potential to home into tumors. However, their delivery to tumors still remains an issue. An innovative approach consists of the exploitation of the tropism of tumor-associated macrophages that may be loaded with gold nanorods in vitro. Here, we describe the preparation and the photoacoustic inspection of cellular vehicles containing gold nanorods. PEGylated gold nanorods are modified with quaternary ammonium compounds, in order to achieve a cationic profile. On contact with murine macrophages in ordinary Petri dishes, these particles are found to undergo massive uptake into endocytic vesicles. Then these cells are embedded in biopolymeric hydrogels, which are used to verify that the stability of photoacoustic conversion of the particles is retained in their inclusion into cellular vehicles. We are confident that these results may provide new inspiration for the development of novel strategies to deliver plasmonic particles to tumors.

We show the preparation and address the feasibility of cellular vehicles containing gold nanorods for the photoacoustic imaging of cancer.

금 나노 막대를 포함하는 세포 차량의 제조 및 광 음향 분석

Gold nanorods are attractive for a range of biomedical applications, such as the photothermal ablation and the photoacoustic imaging of cancer, thanks to ...

TAPE: A Biodegradable Hemostatic Glue Inspired by a Ubiquitous Compound in Plants for Surgical Application

This video describes the simplest protocol for preparing biodegradable surgical glue that has an effective hemostatic ability and greater water-resistant adhesion strength than commercial tissue adhesives. Medical adhesives have attracted great attention as potential alternative tools to sutures and staples due to their convenience in usage with minimal invasiveness. Although there are several protocols for developing tissue adhesives including those commercially available such as fibrin glues and cyanoacrylate-based materials, mostly they require a series of chemical syntheses of organic molecules, or complicated protein-purification methods, in the case of bio-driven materials (i.e., fibrin glue). Also, the development of surgical glues exhibiting high adhesive properties while maintaining biodegradability is still a challenge due to difficulties in achieving good performance in the wet environment of the body. We illustrate a new method to prepare a medical glue, known as TAPE, by the weight-based separation of a water-immiscible supramolecular aggregate formed after a physical mixing of a plant-derived, wet-resistant adhesive molecule,&#160;Tannic Acid (TA), and a well-known biopolymer, Poly(Ethylene) glycol (PEG). With our approach, TAPE shows high adhesion strength, which is 2.5-fold more than commercial fibrin glue in the presence of water. Furthermore, TAPE is biodegradable in physiological conditions and can be used as a potent hemostatic glue against tissue bleeding. We expect the widespread use of TAPE in a variety of medical settings and drug delivery applications, such as polymers for muco-adhesion, drug depots, and others.

We describe the simplest protocol to prepare biodegradable medical glue that has an effective hemostatic ability. TAPE is a water-immiscible supramolecular aggregate prepared by mixing of tannic acid, a ubiquitous compound found in plants, and poly(ethylene) glycol, yielding a 2.5 times greater water-resistant adhesion compared with commercial fibrin glue.

TAPE : 외과 응용 프로그램에 대한 식물의 유비쿼터스 화합물에서 영감을 생분해 성 지혈 접착제

This video describes the simplest protocol for preparing biodegradable surgical glue that has an effective hemostatic ability and greater water-resistant ...

A Guide to Structured Illumination TIRF Microscopy at High Speed with Multiple Colors

Optical super-resolution imaging with structured illumination microscopy (SIM) is a key technology for the visualization of processes at the molecular level in the chemical and biomedical sciences. Although commercial SIM systems are available, systems that are custom designed in the laboratory can outperform commercial systems, the latter typically designed for ease of use and general purpose applications, both in terms of imaging fidelity and speed. This article presents an in-depth guide to building a SIM system that uses total internal reflection (TIR) illumination and is capable of imaging at up to 10 Hz in three colors at a resolution reaching 100 nm. Due to the combination of SIM and TIRF, the system provides better image contrast than rival technologies. To achieve these specifications, several optical elements are used to enable automated control over the polarization state and spatial structure of the illumination light for all available excitation wavelengths. Full details on hardware implementation and control are given to achieve synchronization between excitation light pattern generation, wavelength, polarization state, and camera control with an emphasis on achieving maximum acquisition frame rate. A step-by-step protocol for system alignment and calibration is presented and the achievable resolution improvement is validated on ideal test samples. The capability for video-rate super-resolution imaging is demonstrated with living cells.

This article provides an in depth guide for the assembly and operation of a structured illumination microscope operating with total internal reflection fluorescence illumination (TIRF-SIM) to image dynamic biological processes with optical super-resolution in multiple colors.

여러 색상과 고속에서 구조화 조명 TIRF 현미경에 가이드

Optical super-resolution imaging with structured illumination microscopy (SIM) is a key technology for the visualization of processes at the molecular ...

Multi-step Variable Height Photolithography for Valved Multilayer Microfluidic Devices

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to entry for non-specialists who would benefit greatly from the ability to develop their own microfluidic devices to address research questions. Particularly lacking has been the open dissemination of protocols related to photolithography, a key step in the development of a replica mold for the manufacture of polydimethylsiloxane (PDMS) devices. While the fabrication of single height silicon masters has been explored extensively in literature, fabrication steps for more complicated photolithography features necessary for many interesting device functionalities (such as feature rounding to make valve structures, multi-height single-mold patterning, or high aspect ratio definition) are often not explicitly outlined. 
Here, we provide a complete protocol for making multilayer microfluidic devices with valves and complex multi-height geometries, tunable for any application. These fabrication procedures are presented in the context of a microfluidic hydrogel bead synthesizer and demonstrate the production of droplets containing polyethylene glycol (PEG diacrylate) and a photoinitiator that can be polymerized into solid beads. This protocol and accompanying discussion provide a foundation of design principles and fabrication methods that enables development of a wide variety of microfluidic devices. The details included here should allow non-specialists to design and fabricate novel devices, thereby bringing a host of recently developed technologies to their most exciting applications in biological laboratories.

Multilayer microfluidic devices often involve the fabrication of master molds with complex geometries for functionality. This article presents a complete protocol for multi-step photolithography with valves and variable height features tunable to any application. As a demonstration, we fabricate a microfluidic droplet generator capable of producing hydrogel beads.

판막 다층 미세 유체 장치에 대한 여러 단계의 변수 높이 포토 리소그래피

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to ...

Visual Detection of Multiple Nucleic Acids in a Capillary Array

Multi-target, short time, and resource-affordable methodologies for the detection of multiple nucleic acids in a single, easy to operate test are urgently needed in disease diagnosis, microbial monitoring, genetically modified organism (GMO) detection, and forensic analysis. We have previously described the platform called CALM (Capillary Array-based Loop-mediated isothermal amplification for Multiplex visual detection of nucleic acids). Herein, we describe improved fabrication and performance processes for this platform. Here, we apply a small, ready-to-use cassette assembled by capillary array for multiplex visual detection of nucleic acids. The capillary array is pre-treated into a hydrophobic and hydrophilic pattern before fixing loop-mediated isothermal amplification (LAMP) primer sets in capillaries. After assembly of the loading adaptor, LAMP reaction mixture is loaded and isolated into each capillary, due to capillary force by a single pipetting step. The LAMP reactions are performed in parallel in the capillaries. The results are visually read out by illumination with a hand-held UV flashlight. Using this platform, we demonstrate monitoring of 8 frequently appearing elements and genes in GMO samples with high specificity and sensitivity. In summary, the platform described herein is intended to facilitate the detection of multiple nucleic acids. We believe it will be widely applicable in fields where high-throughput nucleic acid analysis is required.

This protocol describes the fabrication of a small, ready-to-use cassette that can be applied for visual detection of multiple nucleic acids in a single, test that is easy to operate. In this approach, a capillary array was used for multiplex and highly efficient detection of GMO targets.

모 세관 배열에 여러 개의 핵 산의 비주얼 검색

Multi-target, short time, and resource-affordable methodologies for the detection of multiple nucleic acids in a single, easy to operate test are urgently ...

Conducting Multiple Imaging Modes with One Fluorescence Microscope

Fluorescence microscopy is a powerful tool to detect biological molecules in situ and monitor their dynamics and interactions in real-time. In addition to conventional epi-fluorescence microscopy, various imaging techniques have been developed to achieve specific experimental goals. Some of the widely used techniques include single-molecule fluorescence resonance energy transfer (smFRET), which can report conformational changes and molecular interactions with angstrom resolution, and single-molecule detection-based super-resolution (SR) imaging, which can enhance the spatial resolution approximately ten&#160;to twentyfold compared to diffraction-limited microscopy. Here we present a customer-designed integrated system, which merges multiple imaging methods in one microscope, including conventional epi-fluorescent imaging, single-molecule detection-based SR imaging, and multi-color single-molecule detection, including smFRET imaging. Different imaging methods can be achieved easily and reproducibly by switching optical elements. This set-up is easy to adopt by any research laboratory in biological sciences with a need for routine and diverse imaging experiments at a reduced cost and space relative to building separate microscopes for individual purposes.

Here we present a practical guide of building an integrated microscopy system, which merges conventional epi-fluorescent imaging, single-molecule detection-based super-resolution imaging, and multi-color single-molecule detection, including single-molecule fluorescence resonance energy transfer imaging, into one set-up in a cost-efficient way.

실시 한 형광 현미경으로 여러 영상 모드

Fluorescence microscopy is a powerful tool to detect biological molecules in situ and monitor their dynamics and interactions in real-time. In addition to ...