An Ultra High-throughput Plasma Protein Profiling (uHTPPP) Workflow Using a Modified Quadrupole-Orbitrap Mass Spectrometer

Význam tématu

Analýza plazmatických proteinů je klíčová pro objev biomarkerů a sledování onemocnění. Vysoká variabilita a široký dynamický rozsah plazmatického proteomu však představují výzvu. Standardizovaný a vysoce propustný přístup významně zrychluje zpracování vzorků a zvyšuje reprodukovatelnost výsledků, což je zásadní pro studie na velkých kohortách.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout a validovat workflow uHTPPP (ultra High-throughput Plasma Protein Profiling) kombinující automatizaci přípravy vzorků, vysokopropustnou chromatografii a nový Orbitrap Exploris 240 MS k rychlé a spolehlivé analýze plasmatických proteinů pro translaciální výzkum.

Použitá metodika a instrumentace

Workflow zahrnovalo:

• Automatizovanou přípravu vzorků pomocí EasyPep™ 96 well kit a Hamilton STARLet robotu.
• Depleci abundatních proteinů (Top14) z plicního séra.
• Vysoce propustnou kromatografii s EvoSep One LC a EASY-Spray ES806A kolonkou (150 µm × 15 cm) s integrovaným topným emitorovým systémem.
• Analýzu na Thermo Scientific™ Orbitrap Exploris™ 240 MS v módu DDA.
• Datovou analýzu v Proteome Discoverer™ 2.5 s využitím spektrální knihovny a feature mappingu.

Hlavní výsledky a diskuse

Standardizované uHTPPP řešení prokázalo:

• Reprodukovatelnost přípravy vzorků s CV < 10 % (příprava) a < 5 % (detekce proteinů).
• Stabilní hmotnostní přesnost orbitrapu pod 5 ppm po 5 dnech kontinuálního provozu.
• Méně než 6 % CV pro retenční časy u PRTC standardu.
• Detekci více než 500 proteinů z Top14 depleovaného séra s > 60 % proteinů kvantifikovaných při CV < 20 %.
• Významný průtok 30–60 vzorků/den při 21–44min gradientu bez ztráty citlivosti.

Přínosy a praktické využití metody

Workflow nabízí:

• Rychlou a robustní přípravu stovek vzorků denně s minimem manuálních kroků.
• Vysokou přesnost a konzistenci kvantifikace pro biomarkerovou studii.
• Škálovatelnost pro velké kohorty a celochromatografickou stabilitu díky integrovanému ohřevu kolonky.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj uHTPPP naznačuje:

• Další zkrácení gradientů s cílem zvýšit propustnost bez kompromisů v kvalitě dat.
• Integraci umělé inteligence pro automatizovanou interpretaci výsledků a prediktivní biologie.
• Rozšíření platformy o cílené MRM metody pro validaci biomarkerů.

Závěr

uHTPPP na Orbitrap Exploris 240 představuje vysoce propustné a reprodukovatelné řešení pro analýzu plazmatických proteinů. Automatizovaná příprava, robustní LC-MS instrumentace a pokročilá datová analýza zajišťují konzistentní výsledky potřebné pro translaciální výzkum a objev biomarkerů.

Reference

Thermo Fisher Scientific: An Ultra High-throughput Plasma Protein Profiling Workflow Using a Modified Quadrupole-Orbitrap Mass Spectrometer, 2020.