極代謝産物および脂質抽出のための従来の溶媒システムとの修正されたマティアッシュ法の比較

過去10年間で、メタボロミクスは分析方法論のスループットと堅牢性に大きな進歩を遂げてきました。しかし、バイオ流体と低質量組織サンプルの調製は、骨の折れる潜在的に一貫性のない手動プロセスのままであり、ハイスループットメタボロミクスの重要なボトルネックのままです。これに対処するために、3つの異なるサンプル抽出溶媒システムを3つの多様なサンプルタイプの3つの異なるサンプル抽出溶媒システムと、その後のサンプル調製の自動化のための最適なプロトコルを選択する目的と比較しました。最近導入されたメチルTERT-ブチルエーテル（MTBE）/メタノール/水溶媒システム（ここでは修正されたマティアシュと呼ばれる、2.6/2.0/2.4、v/v/v）の溶媒比を調査して再最適化し、それを比較しました。2つのバイオフルイド（ヒト血清とv/v/v/v）（10/3/2.5、v/v/v）および従来のクロロホルム/メタノール/水（段階的ブライと染料、dyer、v/v/v）尿）および1つの組織（ダフニアマグナ全体）。これは、米国国立衛生研究所（NIH）モデル生物から代謝産物を抽出するためのMatyash法の使用に関する最初の報告です。抽出されたサンプルは、非標的直接注入量質量分析メタボロミクスまたはLC-MSメタボロミクスによって分析されました。全体として、修正されたマティアッシュ法は、元のマティアッシュ法（ピークが1〜29％多い、代謝物が1〜30％多い）とブライとダイアー法（ピーク4-20％多くのピーク）と比較して、より多くのピーク数と推定上注釈付き代謝物を生成しました。および1-41％多くの代謝物）。さらに、代謝物の強度を考慮すると、修正されたマティアッシュ法は優れていました。修正されたマティアッシュ法の再現性は、他の方法よりも高かった（元のMatyashメソッドと比較して、12のデータセットのうち10分の10、および12のデータセットのうち8つで、BlighおよびDyerメソッドと比較して）の観察に基づいて、ピーク強度の低いMRSD。結論として、修正されたMatyash法は、2つの広く使用されている方法と比較して、この研究のほとんどのサンプルタイプの収量と再現性を高める傾向がありました。

In the last decade, metabolomics has experienced significant advances in the throughput and robustness of analytical methodologies. Yet the preparation of biofluids and low-mass tissue samples remains a laborious and potentially inconsistent manual process, and a significant bottleneck for high-throughput metabolomics. To address this, we have compared three different sample extraction solvent systems in three diverse sample types with the purpose of selecting an optimum protocol for subsequent automation of sample preparation. We have investigated and re-optimised the solvent ratios in the recently introduced methyl tert-butyl ether (MTBE)/methanol/water solvent system (here termed modified Matyash; 2.6/2.0/2.4, v/v/v) and compared it to the original Matyash method (10/3/2.5, v/v/v) and the conventional chloroform/methanol/water (stepwise Bligh and Dyer, 2.0/2.0/1.8, v/v/v) using two biofluids (human serum and urine) and one tissue (whole Daphnia magna). This is the first report of the use of the Matyash method for extracting metabolites from the US National Institutes of Health (NIH) model organism D. magna. Extracted samples were analysed by non-targeted direct infusion mass spectrometry metabolomics or LC-MS metabolomics. Overall, the modified Matyash method yielded a higher number of peaks and putatively annotated metabolites compared to the original Matyash method (1-29% more peaks and 1-30% more metabolites) and the Bligh and Dyer method (4-20% more peaks and 1-41% more metabolites). Additionally the modified Matyash method was superior when considering metabolite intensities. The reproducibility of the modified Matyash method was higher than other methods (in 10 out of 12 datasets, compared to the original Matyash method; and in 8 out of 12 datasets, compared to the Bligh and Dyer method), based upon the observation of a lower mRSD of peak intensities. In conclusion, the modified Matyash method tended to provide a higher yield and reproducibility for most sample types in this study compared to two widely used methods.