Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníProteomika
VýrobceBruker, Evosep
Význam tématu
Analýza proteomu na úrovni jednotlivých buněk otevírá nové možnosti v biologickém a klinickém výzkumu, zejména pro odhalení heterogenity buněčných populací. Díky vysoké citlivosti a reprodukovatelnosti lze identifikovat stovky až tisíce proteinů z jediného média buňky, což je klíčové pro studium buněčných mechanismů, biomarkerů a odpovědí na léčbu.
Cíle a přehled studie / článku
Autoři představují integrovaný pracovní postup pro vysoce robustní a škálovatelnou analýzu proteomu jednotlivých buněk. Cílem je zvýšit počet identifikovaných proteinů, zkrátit dobu analýzy a zároveň minimalizovat chyby spojené s manuální manipulací vzorků.
Použitá metodika a instrumentace
Pracovní postup kombinuje následující principy a zařízení:
- Řazení a popisování buněk na prototypovém čipu (proteoCHIP od Cellenion) s následnou centrifugační transferací do Evotips (Evosep Biosystems).
- Chromatografie na kapalinovém chromatografu Evosep s kolónami Aurora Elite a Aurora Rapid (IonOpticks) při průtoku 100 nl/min.
- Hmotnostní spektrometrie Bruker timsTOF SCP s režimem dia-PASEF.
- Softwarová analýza dat v DIA-NN (verze 1.8.1) využívající jak předpovězenou knihovnu (Swiss-Prot), tak i knihovnu z DDA experimentu.
Hlavní výsledky a diskuse
Studie demonstrovala:
- Průměrnou identifikaci ~3 500 proteinových skupin na jednu buňku HeLa metodou Whisper 40 SPD. Celkově bylo detekováno až 5 500 proteinů v datasetu.
- Vysokou reprodukovatelnost – přímý centrifugační transfer do Evotips vykázal užší rozptyl počtu identifikovaných prekursorů než manuální pipetovací přenos.
- Stabilitu vzorků – Evotips uloženy při laboratorní teplotě až 2,5 dne bez znatelného úbytku proteomické hloubky.
- Škálovatelnost – s metodou Whisper 80 SPD bylo analyzováno až 80 jednobuněčných vzorků za den s průměrnou identifikací ~1 400 proteinů na buňku A549.
- Analýzu velikostně odlišených skupin buněk (18–30 µm) – PCA a ANOVA odhalily >2 500 proteinů diferencovaně regulovaných podle velikosti buňky.
Přínosy a praktické využití metody
Navržený workflow přináší:
- Bezpipetovou manipulaci se vzorky, která minimalizuje ztráty a zvyšuje reprodukovatelnost.
- Vysokou denzitu analýz (až 80 buněk/den) vhodnou pro velké experimentální kohorty.
- Možnost dlouhodobého skladování připravených Evotips bez dopadu na kvalitu dat.
- Flexibilitu pro různé typy buněk a rozsahy proteinového materiálu od pg až po ng měřené látky.
Budoucí trendy a možnosti využití
Zaměření do budoucna bude směřovat k:
- Další integraci mikrofluidních platforem pro plně automatizovaný „bench-to-data“ postup.
- Vývoji rychlejších a citlivějších kolón, které umožní ještě vyšší propustnost.
- Implementaci pokročilých AI/ML nástrojů pro zpracování a interpretaci dat z jednobuněčných proteomických měření.
- Rozšíření aplikací do klinické diagnostiky a personalizované medicíny, kde jednotlivé biomarkery odhalí detaily patologických stavů.
Závěr
Whisper Flow Technology v kombinaci s dia-PASEF na timsTOF SCP představuje robustní a vysoce výkonnou platformu pro jednobuněčnou proteomiku. Metoda dosahuje vysokého počtu identifikací, vynikající reprodukovatelnosti a škálovatelnosti, což otevírá nové možnosti pro rozsáhlé biologické a klinické studie.
Reference
- Bekker-Jensen DB, Krisp C, Hartlmayr D, Seth A, Hørning OB, Huusfeldt M, Almeida A, Lubeck M, Kruppa G, Sandow J, Bache N. Pushing the boundaries for robust and high-throughput single cell analysis with Whisper Flow Technology powered by dia-PASEF. Evosep Biosystems; 2023.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.