Cinco ventajas de aplicar la automatización de la manipulación de líquidos a la investigación en metabolómica

Los aminoácidos (AA) y sus metabolitos son importantes componentes estructurales, fuentes de energía y moléculas de señalización asociadas a diversos fenotipos patológicos. Por ello, la cuantificación de los metabolitos de los aminoácidos y del triptófano (TRP) en el suero y el plasma humanos reviste un gran interés diagnóstico. En consecuencia, se requieren procesos de extracción y procesamiento de muestras fiables y reproducibles, junto con una cuantificación absoluta rápida y sensible, para identificar posibles biomarcadores y mejorar los métodos de cribado.

Investigadores del Laboratorio de Bioanalítica y Metabolismo Intermedio del Instituto de Bioquímica de la Universidad de Innsbruck, entre los que se encuentra el Dr. Marcel Kwiatowski, han desarrollado y validado un flujo de trabajo semiautomatizado y robotizado de extracción y procesamiento de líquidos mediante el robot Andrew+ y el dispositivo Extraction+, seguido de un método rápido para la cuantificación absoluta de 20 aminoácidos libres no derivados y seis metabolitos de TRP mediante U(H)PLC-MRM-MS de doble columna. El flujo de trabajo de extracción y preparación de muestras en una placa de 96 pocillos se optimizó para obtener un alto rendimiento de muestras, robusto y reproducible, lo que permite transferir las muestras directamente al muestreador automático de UHPLC sin pasos de limpieza adicionales.

La siguiente información procede directamente del artículo«Manejo automatizado de líquidos, extracción y cuantificación rápida de aminoácidos no derivados y metabolitos del triptófano a partir de suero y plasma humanos mediante U(H)PLC-MRM-MS de doble columna y su aplicación al estudio del cáncer de próstata», publicado el 30 de junio de 2024 en la revista Metabolites.

1. Menor variabilidad del operador

Las extracciones semiautomáticas dieron lugar a una variación significativamente menor, tanto en el caso de los aminoácidos endógenos como en el de los patrones internos (ISTD), en comparación con las extracciones manuales realizadas por dos operadores experimentados.

2. Mayor reproducibilidad y precisión

El flujo de trabajo semiautomático diseñado proporcionó una alta reproducibilidad tanto para las muestras de suero como para las de plasma. A excepción de cuatro analitos, el resto mostró valores de CV inferiores al 20 % y una variabilidad media intraensayo del 9,2 % para las muestras de suero y del 8,8 % para las de plasma.

3. Mejora del rendimiento y optimización de los flujos de trabajo complejos

El método semiautomático se diseñó para su uso en un formato de placa de 96 pocillos directamente compatible con el muestreador automático del sistema UHPLC-MS. Gracias a este formato, que facilita la automatización, las muestras pueden transferirse directamente al muestreador automático del UHPLC y analizarse mediante espectrometría de masas sin necesidad de someterlas a ningún proceso adicional de SPE, evaporación y/o intercambio de tampón.

La breve duración del análisis por LC-MS —7,9 minutos— hace que este ensayo sea ideal para analizar un gran número de muestras en estudios clínicos y epidemiológicos de población.

4. Creación, optimización y validación rápidas de métodos

«Nuestro estudiante de máster ha establecido, optimizado y validado un flujo de trabajo completo para la extracción de aminoácidos a partir de plasma y suero en un plazo de tres meses utilizando el robot Andrew+ y el software OneLab». — Dr. Marcel Kwiatkowski, Laboratorio de Bioanalítica y Metabolismo Intermedio, Instituto de Bioquímica de la Universidad de Innsbruck

5. Uso optimizado de reactivos y muestras

El flujo de trabajo semiautomático, que utilizaba metanol para la desproteización, dos etapas de purificación y placas de pocillos cónicos, solo requería 20 μL de plasma o suero humano.

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La manipulación automatizada de líquidos puede aumentar la fiabilidad, la reproducibilidad, la precisión, la trazabilidad, optimizar el consumo de productos químicos y aumentar el rendimiento en comparación con el pipeteo manual. Las plataformas miniaturizadas de manipulación de líquidos y los sistemas de pipeteo robótico (como el Andrew+ Robot) ofrecen soluciones altamente modulares, flexibles y fácilmente programables. Simplifican los flujos de trabajo de laboratorio y permiten un procesamiento automatizado, fiable, reproducible y trazable de grandes volúmenes de muestras.

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