timsTOF Pro with PASEF and Evosep One: Maximizing throughput, robustness and analytical depth for shotgun proteomics

Aplikace | 2018 | BrukerInstrumentace
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Bruker

Význam tématu


Vysokopropustná a hloubková shotgun proteomika je klíčová pro analýzu rozsáhlých biologických a klinických vzorků. Tradiční nano-LC-MS/MS systémy s dlouhými gradiencemi dosahují sice dobré hloubky, ale trpí nízkou propustností, omezenou robustností a vyššími objemy vzorku. Kombinace nových chromatografických postupů s rychlými hmotnostními spektrometry přináší možnost analyzovat stovky vzorků denně s minimálními dávkami vzorku a vysokou reprodukovatelností.

Cíle a přehled studie


Cílem prezentované aplikace je demonstrovat výkon spojeného systému Evosep One a timsTOF Pro s akviziční metodou PASEF a separací TIMS. Hlavními úkoly jsou:
  • Maximalizace počtu identifikovaných proteinů při minimální délce gradientu.
  • Zajištění vysoké robustnosti a reprodukovatelnosti měření.
  • Ukázat vhodnost přístrojové sestavy pro biomarkerové studie a klinickou proteomiku.

Použitá metodika a instrumentace


Systém Evosep One využívá preformované gradienty uložené v oddělovací smyčce, které jsou pomocí čtyř nízkotlakých pump postupně modifikovány a přepouštěny přes krátké analytické kolony (4 a 8 cm). Tento přístup zajišťuje nízký mrtvý čas (2–3 min) mezi vzorky a minimální kontaminaci.
Hmotnostní spektrometr timsTOF Pro kombinuje tridimenzionální separaci TIMS (retence, iontová mobilita, m/z) s metodou PASEF (Parallel Accumulation Serial Fragmentation). Rychlé přepínání kvadrupólu umožňuje fragmentovat 100–350 prekurzorů/s při dobrém poměru signál/šum.

Hlavní výsledky a diskuse


Při použití gradientů délky 5,6, 11,5 a 21 minut byly z 50 ng digestu HeLa identifikovány průměrně 1 400, 2 300 a 2 800 proteinových skupin. Měřeno v 15 technických replikách:
  • 5,6 min gradient: 200 vzorků/den, ~1 400 proteinových skupin.
  • 11,5 min gradient: 100 vzorků/den, ~2 300 proteinových skupin.
  • 21 min gradient: 60 vzorků/den, ~2 800 proteinových skupin.

Reprodukovatelnost byla vysoká: R² ~ 0,97 napříč 96 běhy, CV Total Ion Chromatogram intenzit 2,3 % a kvantifikace v dynamickém rozsahu tří řádů.

Přínosy a praktické využití metody


Evosep One v kombinaci s timsTOF Pro umožňuje:
  • Rychlou analýzu stovek vzorků denně bez značného kompromisu na hloubce pokrytí.
  • Minimální spotřebu vzorku (50 ng) a snížené riziko kontaminace.
  • Vysokou robustnost díky orthogonálnímu ESI rozhraní a krátkým kolónám.
  • Reprodukovatelné kvantitativní výsledky vhodné pro biomarkerové studie a QA/QC procesy.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další rozvoj směřuje k automatizaci a integraci s dalším omickým vyšetřením, využití strojového učení pro vyhledávání vzorců ve velkých datech a rozšíření aplikací na analýzu vzácných či omezených vzorků (biopsie, single-cell proteomika). Zvýšení rychlosti a hloubky bude podporovat masivní klinická kohortní šetření.

Závěr


Kombinace Evosep One a timsTOF Pro s akvizicí PASEF tvoří vysoce výkonný a robustní workflow pro shotgun proteomiku. Umožňuje dosažení vysoké propustnosti (až 200 vzorků/den), citlivosti a reprodukovatelnosti při minimálních požadavcích na vzorek, což otevírá nové možnosti pro rozsáhlé studie a klinické aplikace proteomiky.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

High throughput 4D-Proteomics – Application of dia-PASEF® and the Evosep One for short gradients
Short gradients with Bruker’s nanoElute coupled to the timsTOF Pro with PASEF — Throughput and deep proteome measurements
Plasma proteomics goes high throughput – timsTOF Pro with PASEF and 4D feature alignment to quantify 500 plasma proteins in 11.5 min
PASEF™ on a timsTOF Pro defines new performance standards for shotgun proteomics with dramatic improvements in MS/MS data acquisition rates and sensitivity