Short gradients with Bruker’s nanoElute coupled to the timsTOF Pro with PASEF — Throughput and deep proteome measurements

Aplikace | 2019 | BrukerInstrumentace
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Bruker

Význam tématu


Vysokopropustná a zároveň hluboká analýza proteomů je klíčová pro objevy v klinickém výzkumu a biomarkerovou validaci. Krátké chromatografické gradienty kombinované s vysokou sekvenační rychlostí přístrojů Bruker nanoElute a timsTOF Pro s PASEF umožňují zrychlit měření až na 50 vzorků za den, aniž by došlo k zásadnímu poklesu v hloubce identifikace proteinů a peptidů.

Cíle a přehled studie


Studie se zaměřila na:
  • Optimalizaci podmínek oddělení během nano-LC se zkrácenými gradienty.
  • Integraci přístrojů nanoElute a timsTOF Pro s PASEF pro maximální zátěž denní série vzorků.
  • Testování reprodukovatelnosti identifikací a kvantifikace na 250 ng HeLa digestu.
  • Demonstraci hluboké proteomové analýzy za použití off-line frakcionace.

Použitá metodika a instrumentace


Analytický tok zahrnoval:
  • Nano-LC systém nanoElute se zkráceným cyklem: injekce až do injekce 28,8 min, tok 500 nl/min, provozní tlak do 500 bar.
  • Kolony: fritovaná kapilára 100 mm × 75 μm s ReproSil C18 1,9 μm (120 Å).
  • MS detekci: timsTOF Pro s trapped ion mobility (TIMS) a PASEF (Parallel Accumulation–Serial Fragmentation).
  • Off-line frakcionace: vysoké pH reverzní fáze do 24 concatenated frakcí pro hlubokou analýzu za 12 h MS běhu.

Hlavní výsledky a diskuse


V krátkém běhu 21,4min gradientu při 28,8min celkovém cyklu bylo dosaženo v průměru 4180 skupin proteinů a 26 000 unikátních peptidů s vysoko rychlým PASEF skenováním (>120 Hz). Reprodukovatelnost byla pro proteiny i peptidy nad 90 % pokrytí v 30 po sobě jdoucích bězích, CV hodnoty pro relativní kvantifikaci se pohybovaly kolem 10 % a Pearsonova korelace mezi replikáty >0,97. Off-line frakcionace umožnila v 12h analýze identifikovat >9000 proteinových skupin z HeLa a >10 000 z myší cerebella a vytvořit knihovnu 100 000 CCS hodnot peptidů.

Přínosy a praktické využití metody


Optimalizovaný nano-LC tok s krátkými gradienty a vysokou rychlostí PASEF umožňuje:
  • Zvýšit denní propustnost až na 50 vzorků bez výrazné ztráty analytické hloubky.
  • Rychle generovat rozsáhlé knihovny peptidových CCS pro DDA i DIA workflow.
  • Dosáhnout robustnějšího provozu při nižším zpětném tlaku a delší životnosti kolony.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další vývoj by mohl směřovat k:
  • Integraci ještě rychlejších mobilitních separací a paralelního zpracování dat v reálném čase.
  • Automatizované off-line a on-line frakcionace pro komplexní vzorky v klinických studiích.
  • Algoritmickému zpracování velkých knihoven CCS pro přesnější kvantitativní workflow v DIA přístupech.

Závěr


Krátké LC gradienty ve spojení s nanoElute a timsTOF Pro s PASEF poskytují vynikající kompromis mezi propustností a hloubkou proteomové analýzy. Redukce režijních časů a využití TIMS separace dovolují rychlou a robustní identifikaci a kvantifikaci tisíců proteinů i ve vysokopropustných aplikacích.

Reference


  1. Meier F. a kol. Parallel accumulation–serial fragmentation (PASEF): Multiplying sequencing speed and sensitivity by synchronized scans in a trapped ion mobility device. J. Proteome Res. 2015; DOI: 10.1021/acs.jproteome.5b00932.
  2. Meier F. a kol. Online parallel accumulation–serial fragmentation (PASEF) with a novel trapped ion mobility mass spectrometer. Mol. Cell. Proteomics. 2018; DOI: 10.1074/mcp.TIR118.000900.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

timsTOF Pro with PASEF and Evosep One: Maximizing throughput, robustness and analytical depth for shotgun proteomics
Accurate Label-Free Protein Quantitation on the timsTOF Pro with 4D-Proteomics™
dia-PASEF® applied on different gradient lengths
High throughput 4D-Proteomics – Application of dia-PASEF® and the Evosep One for short gradients