MaxPeak High Performance Surfaces Enable Reproducibility and Enhanced Experimental Robustness in High Throughput Proteomics

Význam tématu

Robustní a reprodukovatelná analýza LC-MS je klíčová pro klinickou proteomiku na velkých souborech vzorků. Vyšší vnitřní průměry kapilárních sloupců zlepšují stabilitu a uživatelskou přívětivost oproti nanotechnologiím. Technologie MaxPeak High Performance Surfaces (HPS) odstraňuje ztráty způsobené adsorpcí k povrchům, což je zásadní pro spolehlivá objevná měření.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo zhodnotit reprodukovatelnost a robustnost LC-MS soustavy ACQUITY PREMIER s povrchy HPS a CSH sloupcem (2,1 mm × 100 mm) ve spojení s hmotnostním spektrometrem SYNAPT XS. Analýza více než 180 vstřiků QC vzorku komplexního tryptického digestu E. coli během šesti týdnů prokázala stabilitu chromatografických a hmotově-spektrometrických parametrů.

Použitá metodika a instrumentace

Sample:

• 2 μg MassPREP E. coli tryptického digestu; vstřiky každé 4 h mezi plazmatickými proteiny.
• Celkem ~180 QC vstřiků během 6 týdnů.

LC podmínky:

• Soustava ACQUITY PREMIER s povrchy HPS.
• CSH kolona 2,1 mm × 100 mm, 55 °C (sloupec), 8 °C (vzorek), 150 μL/min.
• Fáze A: voda + 0,1 % kyseliny mravenčí, fáze B: acetonitril + 0,1 % kyseliny mravenčí.
• Gradient 1 % → 35 % B za 16 min, poté reekvilibrace.

MS podmínky:

• Systém SYNAPT XS, ESI+.
• Acquisition ToF HDMSE, rozsah 50–2000 Da, rampové CE dle Look Up Table, 2,2 kV kapilární, 30 V kužel.
• Lock mass: Glu-Fibrinopeptid B (m/z 785,8426).

Informatika:

• MassLynx v4.2, Progenesis QI for Proteomics, PLGS 3.0.3, Spotfire.

Hlavní výsledky a diskuse

• Retenční časy: CV ≤ 1 % pro vybrané prekurzory, > 800 proteinů, > 1 000 000 měření peptidů.
• Šířka peaků: většina peptidů FWHM ~3 s.
• Intenzity fragmentů: stabilní průběh pro tři zkoumané proteiny během experimentu.
• Hmotnostní přesnost: > 95 % peptidů v rozmezí ± 5 ppm.
• Sekvenční pokrytí: průměr 76 % (CV 2,8 %) pro tryptofanázu, modalní 40–49 % pro všechny proteiny.
• Identifikace: ~76 % proteinů opakovaně detekováno ve vstřicích na začátku, uprostřed i na konci studie.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimalizace ztrát peptidů adsorpcí na kovové povrchy.
• Vysoká propustnost a stabilita vhodná pro rozsáhlé klinické kohorty.
• Jednodušší obsluha oproti nanoproteomice, nižší nároky na údržbu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření HPS povrchů na další typy sloupců a biomolekulární třídy.
• Integrace se strategie data-independent acquisition a ion mobility separací.
• Automatizace přípravy vzorků a workflow pro klinické biomarkerové studie.
• Kombinace s multi-omics přístupy a strojovým učením pro hloubkovou analýzu dat.

Závěr

Použití MaxPeak HPS technologie v LC systému ACQUITY PREMIER a SYNAPT XS zaručuje vynikající reprodukovatelnost a robustnost pro vysokopropustné proteomické studie. Šestitýdenní mezní kontrolní testy QC potvrdily stabilní retenční časy, intenzity peptidů, hmotnostní přesnost i sekvenční pokrytí po celou dobu experimentu.

Reference

1. Lennon S., Hughes C.J., Muazzam A., Townsend P.A., Gethings L.A., Wilson I.D., Plumb R.S. High-Throughput Microbore Ultrahigh-Performance Liquid Chromatography-Ion Mobility-Enabled-Mass Spectrometry-Based Proteomics Methodology for the Exploratory Analysis of Serum Samples from Large Cohort Studies. J. Proteome Res. 10.1021/acs.jproteome.0c00821.
2. DeLano M., Walter T.H., Lauber M.A., Gilar M., Jung M.C., Nguyen J.M., Boissel C., Patel A.V., Bates-Harrison A., Wyndham K.D. Anal. Chem. 2021, 93, 5773–5781.
3. Distler U., Kuharev J., Navarro P., Levin Y. Drift Time-Specific Collision Energies Enable Deep-Coverage Data-Independent Acquisition Proteomics. Nat. Methods 11, 167–170 (2014).