IMSC: Ultra-Fast Analysis of Allergens Using Capillary Electrophoresis Coupled to Mass Spectrometry and Ultra Violet Photodissociation

Postery | 2016 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap, Kapilární elektroforéza
Zaměření
Klinická analýza
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Ryby představují významný zdroj potravinových alergenů, především parvalbuminů, které mohou vyvolat závažné imunologické reakce u citlivých jedinců. Rychlá a spolehlivá detekce těchto proteinů v potravinových matricích je klíčová pro ochranu spotřebitelů a zajištění souladu s legislativními požadavky.

Cíle a přehled studie


Hlavním cílem bylo vyvinout jednoduchou a rychlou dvoukrokovou strategii pro současnou identifikaci rybích alergenů a autenticitu druhů. Metoda kombinuje selektivní extrakci thermo-stabilních proteinů z muscle tissue vzorků ryb a jejich následnou analýzu technikou kapilární elektroforézy (CE) hyphenované s top-down hmotnostní spektrometrií (MS/MS).

Použitá metodika a instrumentace


Pro extrakci byly homogenizovány 1 g svaloviny, ze které se po centrifugaci a zahřátí na 70 °C izolovaly thermo-stabilní proteiny.

  • Čištění proteinů: stage tips (C18).
  • Separace: Agilent 7100 CE systém s cation-coated kapilárou (-30 kV) nebo neutral-coated kapilárou (+30 kV).
  • Ionizace: nanoESI interfase se sheath liquid (methanol/voda/kyselina mravenčí) a vlastní ion source s elektro-osmotickým tokem.
  • MS/MS: Orbitrap Fusion Lumos Tribrid mass spectrometer vybavený UVPD zdrojem; fragmentation modes: HCD, ETD, EThcD, UVPD (120 000 @ m/z 200).
  • Analýza dat: Thermo Xcalibur 4.0, QualBrowser, ProSight Lite.

Hlavní výsledky a diskuse


Analýzou CE-MS/MS byly detekovány a separovány β-parvalbuminy (~11 kDa), hlavní rybí alergeny, včetně isoform β1 a β2. Vznikly unikátní mapy hmotnosti vs. doby migrace pro každý alergen. Isoformy se oddělovaly během 10 min (cation-coated kapilára) nebo 30 min (neutral-coated kapilára). Top-down fragmentace poskytla až 86 % sekvenční pokrytí a <2 ppm chybovost měření. Dvě druhy hejků (Merluccius paradoxus a Merluccius merluccius) byly úspěšně charakterizovány a rozlišeny na základě detailní proteomické analýzy.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda umožňuje rychlou a cílenou detekci rybích alergenů přímo ve zpracovaných potravinách a současně ověření druhu ryby. Vysoká přesnost a selektivita top-down přístupu dává základ pro vývoj miniaturizovaných CE-MS čipů pro rutinní QA/QC v potravinářském průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další rozvoj miniaturizovaných CE-MS systémů na bázi tzv. lab-on-a-chip zvýší propustnost a automatizaci analýz. Inovace ve fragmentačních zdrojích (rozšířené UVPD, AI-řízená dekonvoluce dat) posílí citlivost a přesnost identifikace alergenů i v komplexních směsích.

Závěr


Vyvinutá strategie spojuje selektivní extrakci thermo-stabilních proteinů a top-down CE-MS/MS na Orbitrap Fusion Lumos s UVPD fragmentací pro rapidní a spolehlivou identifikaci rybích alergenů a autentizaci druhů. Metoda nabízí vysoké pokrytí sekvencí, nízkou chybovost a potenciál pro průmyslové nasazení.

Reference


  1. CMP Scientific. Ion source pro CE-MS, CMP Scientific, Brooklyn, NY.
  2. Alcor Bioseparations LLC. Neutral-coated kapiláry, Alcor Bioseparations LLC, Palo Alto, CA.
  3. Carrera M., Canas B., Gallardo J.M. Rapid top-down proteomic analysis of fish muscle proteins. Journal of Proteomics 2012, 75:3211–3220.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

MSUM: NEW on Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid MS
Enhancing Ultraviolet Photodissociation Performance on a Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer for Small Molecule and Protein Analysis
Top-down Characterization of Monoclonal Antibody on an Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer
Optimizing Top Down Analysis of Proteins on Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer