LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníOstatní
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Citlivá kvantifikace nízkoabundantních proteinů a peptidů v komplexních biologických matricích představuje jeden z klíčových úkolů moderní proteomiky. Nízký obsah transkripčních faktorů či posttranslačních modifikací oproti celé proteomové populaci vyžaduje nástroje s vynikajícími limity detekce a kvantifikace, širokým dynamickým rozsahem a spolehlivou reprodukovatelností.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo ukázat, jak nové generace hmotnostního spektrometru Orbitrap Fusion Lumos Tribrid posouvají dolní mez limitu kvantifikace (LOQ) do attomolové úrovně. Provedená srovnání zahrnovala cílené metody (PRM, WiSIM) i datově nezávislá akvizice (cDIA), přičemž se hodnotila citlivost, linearita, dynamický rozsah a opakovatelnost.
Použitá metodika a instrumentace
Vrstvy metodiky tvořily:
- Standardní směs stabilně izotopově značených syntetických peptidů (PRTC), vzorky HeLa nebo nádorového buněčného digestu.
- Kapalinová chromatografie spodní fáze s gradientem 5–40 % organické fáze na nanoUHPLC systému Easy nLC 1000 a kolonu PepMap Easy-Spray.
- Hmotnostní spektrometrie na Orbitrap Fusion Lumos Tribrid: datově závislá akvizice (DDA), paralelní monitorování reakcí (PRM), široká izolační vybraná iontová analýza (WiSIM) a klasická DIA (cDIA).
- Parametry: MS1 rozlišení až 240 000 FWHM, MS2 v Orbitrapu do 60 000 FWHM nebo v iontové pasti, HCD fragmentace, segmentovaný kvadrupól pro vylepšený přenos a zdroj s vyšším iontovým tokem.
- Datová analýza: Proteome Discoverer s Percolatorem pro generování spektrálních knihoven, Skyline a Spectronaut pro kvantifikaci.
Použitá instrumentace
Hlavním přístrojem byl Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer doplněný Easy nLC 1000 nanoUHPLC systémem a PepMap Easy-Spray kolonu. Jako detektory byly využity jak Orbitrap pro vysoké rozlišení, tak lineární iontová past pro rychlou MS2 validaci.
Hlavní výsledky a diskuse
Targeted PRM přístup dosáhl LOQ až 1 attomol (CV < 15 %) se zachováním lineární odezvy přes více řádů koncentrace. WiSIM DIA umožnilo kvantifikovat peptidy až od 100 attomol v 1 µg složité matice. cDIA strategie při náloži 500 ng HeLa digestu kvantifikovala téměř 6 000 proteinových skupin s mediánovým CV 6,9 %, čímž retrivovala 92 % proteinů z vytvořené DDA knihovny. Ve srovnání s předchozí generací Orbitrap Fusion Tribrid došlo k nárůstu až o 30 % v počtu identifikovaných proteinových skupin a unikátních peptidů při zatížení 100 až 500 ng.
Přínosy a praktické využití metody
Nová platforma umožňuje:
- Studium nízkoabundantních biomarkerů a posttranslačních modifikací v klinických a výzkumných aplikacích.
- Kvantitativní analýzu proteomických výtěžků s minimálním množstvím vzorku.
- Implementaci citlivých QA/QC protokolů v biofarmaceutických i environmentálních laboratořích.
Budoucí trendy a možnosti využití
Využití kombinovaných cílených a DIA strategií nabídne možnost multitargetového sledování stovek až tisíců peptidů v jediném běhu. Další směřování očekává integraci ultrarychlých chromatografických gradientů, automatizovanou analýzu dat pomocí umělé inteligence a rozvoj multiplexních technik pro klinické nasazení.
Závěr
Orbitrap Fusion Lumos Tribrid MS ukázal výrazné zlepšení citlivosti kvantifikace v attomolové oblasti při dobré linearitě a reprodukovatelnosti. Cílené i datově nezávislé metody na této platformě poskytují široký dynamický rozsah a vysokou spolehlivost pro moderní proteomické aplikace.
Reference
- Peterson et al. 2011 Parallel Reaction Monitoring for High Resolution and High Mass Accuracy Quantitative Targeted Proteomics Molecular Cellular Proteomics 11 1475–1488
- Kiyonami et al. 2014 Large Scale Targeted Protein Quantification Using WiSIM DIA Workflow on an Orbitrap Tribrid Mass Spectrometer Application Note AN64085
- Senko et al. 2013 Novel Parallelized Quadrupole Linear Ion Trap Orbitrap Tribrid Mass Spectrometer Improving Proteome Coverage and Peptide Identification Rates Analytical Chemistry 85(24) 11710–11714
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.