LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Analytika peptidů pomocí kapalinové chromatografie spojené s hmotnostní spektrometrií (LC-MS) je klíčová v proteomice, klinickém výzkumu i farmaceutické kontrole kvality. Nízkoprůtokové separační režimy (nano- a kapilární-flow) přinášejí vyšší citlivost detekce díky lepší ionizaci a ostřejším chromatografickým píkům. Současně ale vyžadují robustní instrumentaci a optimalizované metody pro rychlou a opakovatelnou analýzu velkých sérií vzorků.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo porovnat kvantitativní výkon cílené analýzy peptidů při nano- a kapilárním průtoku na jednom hardware platformě (Thermo Scientific Vanquish Neo UHPLC + TSQ Altis QqQ MS). Modelovým systémem byl HeLa proteinový digest s přidanou směsí izotopově značených PRTC peptidů v rozsahu 0,01–100 fmol/µL. Hodnoceny byly linearita, limity kvantifikace (LoQ), rozlišení, precizita, robustnost a celková doba analýzy.
Použitá metodika a instrumentace
Postup přípravy vzorku:
- HeLa Digest/PRTC standard rekonstituován v 0,1 % kyselině mravenčí, sonikace a opakované aspirace.
- Série dilucí PRTC ve 166 ng/µL matrice HeLa pro koncentrace 0,01–100 fmol/µL.
- UHPLC: Vanquish Neo UHPLC v režimu přímé nano/capilární injekce.
- Kolony: PepMap Neo C18 15 cm; nano-flow 75 µm ID, kapilární-flow 150 µm ID; 2 µm částice.
- Režimy: nano-flow 0,3 µL/min (27min gradient), kapilární-flow 3,0 µL/min (12,4min gradient).
- MS detekce: Thermo TSQ Altis QqQ, ESI, SRM 600 přechodů/s, cyklus 0,5–0,8 s, kladná ionizace.
Hlavní výsledky a diskuse
- Průtokový přechod na kapilární-flow snížil dobu analýzy o 60 % (10 běhů z 504 na 203 minut) díky vyšší rychlosti gradientu, kratší reekvilibraci a načítání vzorku.
- Kapilární-flow zachoval vynikající linearitu (r > 0,999) i limity kvantifikace (100–10 000 amol/µL) pro 15 PRTC peptidů, srovnatelné s nano-flow.
- Chromatografické píky byly u kapilární-flow ostřejší (o 75–80 % nižší šířka na poloviční výšku), což zlepšuje S/N poměr a selektivitu.
- Robustnost: po 200 injekcích během 75 hodin byla retence stabilní (RSD < 0,28 %), plocha píků RSD v průměru 5,3 %, asymetrie ~1,1 a FWHM 3,3 s.
- Carry-over < 0,14 % složeno z přibližně 0,07 % systémového a 0,07 % kolonnového přenosu.
Přínosy a praktické využití metody
Kapilární-flow LC-MS na Vanquish Neo poskytuje kompromis mezi ultra-citlivým nano-flow a robustním vysokoprůtokovým provozem: vysoká citlivost, rychlost, reproducibilita a nízký carry-over umožňují cílené kvantifikace peptidů ve středních až velkých kohortách vzorků. Vhodné pro klinické bioanalytické aplikace, farmaceutický výzkum i rutinní QA/QC prostředí.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření multiplexních SRM/MRM metod pro simultánní detekci stovek analyzovaných peptidů.
- Integrace mikrofluidních modulů a automatizace přípravy vzorků pro vysokoprůtokové platformy.
- Použití v klinických proteomických studiích, biomarkerových validacích a farmakokinetyce.
- Další zlepšení kolonnových materiálů a ESI emitterů pro vyšší citlivost a robustnost.
Závěr
Studie prokázala, že jediná UHPLC-MS platforma (Vanquish Neo + TSQ Altis) zvládá jak nano-flow, tak kapilární-flow režimy bez konstrukčních úprav. Kapilární-flow nabízí srovnatelnou citlivost a linearitu s nano-flow, výrazně vyšší produktivitu a dlouhodobou stabilitu, což usnadňuje rutinní nasazení v náročných bioanalytických laboratořích.
Reference
- Bian Y. et al. Nat Commun 11, 157 (2020).
- Wilson S.R. et al. Bioanalysis 7, 1799–1815 (2015).
- Meding S., Boychenko A. Chromatography Today 2016, 43–45.
- Boychenko A. et al. Technical Note 72277 (2017).
- Pitt J.J. Clin Biochem Rev 30, 19–34 (2009).
- Hopfgartner G. et al. J. Chromatogr. A. 647, 51–61 (1993).
- FDA Bioanalytical Method Validation Guidance for Industry (2021).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.