Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníProteomika
VýrobceBruker
Význam tématu
Metoda dia-PASEF na analytickém přístroji Bruker timsTOF kombinuje paralelní akumulaci, iontovou mobilitu a sériovou fragmentaci, čímž umožňuje vysoce selektivní a citlivou analýzu proteomu v režimu data-independent acquisition (DIA). Tato kombinace je klíčová pro systematické kvantitativní proteomické studie srovnatelné s cílenou SRM/PRM analýzou, ale ve větším rozsahu.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo doplnit otevřený software Skyline o podporu nativního zpracování dia-PASEF dat z přístroje Bruker timsTOF. Autoři testovali výkon na standardní směsi tří organismů (člověk, kvasinka, E. coli) a porovnali výsledky s existujícími metodami DIA a s výstupy LFQbench, aby potvrdili přesnost a rychlost zpracování.
Použitá metodika a instrumentace
- Přístroj: Bruker timsTOF Pro v režimu dia-PASEF s 32 izolačními okny rozdělenými do 4 rozsahů iontové mobility.
- Softwarové nástroje: MaxQuant/Andromeda pro generování spektrálních knihoven; Skyline s novou 3D IMS strukturou dat; ProteoWizard pro konverzi dat.
- Hardware pro zpracování: testováno na výpočetních systémech od 4-jádrového i7 s 16 GB RAM až po 24-jádrový Xeon s 192 GB RAM.
- Standardní směs: frakcionované proteiny z lidské, kvasinkové a bakteriální kultury ve třech opakováních pro trénink i vyhodnocení.
Hlavní výsledky a diskuse
- Spektrální knihovna obsahovala 152 417 unikátních peptidových prekurzorů s iRT kalibrací.
- Skyline dokázal zpracovat kompletní 3-organismový dataset (>100 000 prekurzorů) za méně než 60 minut na moderním i7 počítači.
- Kvantitativní přesnost vyhodnocená pomocí LFQbench dosáhla mediánového CV 6,4 % a 91,1 % peptidů s CV pod 20 % při <1 % FDR.
- Optimální rozlišení IMS (resolving power 50) poskytlo přibližně 70 000 detekcí a 53 162 kvantifikovatelných peptidů.
Přínosy a praktické využití metody
Implementace nativní podpory dia-PASEF v open-source nástroji Skyline usnadňuje adopci této pokročilé metody v laboratořích, zejména pro širokou komunitu uživatelů bez potřeby proprietárního softwaru. Výsledná pracovní postupy nabízejí vysokou propustnost a konzistentní kvantifikaci při minimálních nákladech na zpracování dat.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace strojového učení pro automatizované vylepšení identifikací a kvantifikací.
- Rozšíření podpory pro další IMS technologie a hybridní přístroje.
- Online platformy pro sdílení spektrálních knihoven a kolaborativní analýzu velkých datasetů.
- Kombinace s metabolomikou pro multi-omické přístupy v biomedicínském výzkumu.
Závěr
Skyline nově podporuje efektivní zpracování Bruker timsTOF dia-PASEF dat, čímž dosahuje vysoké kvality kvantifikace proteomu napříč tisíci proteinů za rozumný čas. Tato implementace usnadňuje přístup k DIA-PASEF metodám a zrychluje translaci pokročilé iontové mobility a paralelní fragmentace do běžné laboratorní praxe.
Reference
- MacLean B., Baker E., et al. JASMS. 2018 Nov;29(11):2182–2188.
- Meier F., et al. Biorxiv. 2019. doi:10.1101/656207.
- Navarro P., et al. Nature Biotech. 2016 Nov;34(11):1130–1136.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.