LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníVýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Mass spectrometry velkých iontů, zejména Charge Detection Mass Spectrometry (CDMS), je klíčová pro analýzu makromolekul a supramolekulárních komplexů, jako jsou adeno-asociované viry (AAV). Přesné určení náboje a hmotnosti iontů ovlivňuje kvalitu dat a rozhoduje o možnosti detekce jemných strukturálních a interakčních vlastností biologických vzorků.
Cíle a přehled studie / článku
Hlavním cílem práce je představit novou algoritmickou úpravu STORI záznamů označovanou jako misSTORI, která koriguje změny m/z (frekvence) během delších akvizic v Orbitrapu. Studie porovnává tradiční STORI a misSTORI na měřeních prázdných a plných AAV kapsid v různých délkách akvizice a popisuje rozdíly v přesnosti náboje, hmotnosti a vnitřních fenoménech zachycených při analýze.
Použitá metodika a instrumentace
Data byla získána na přístroji Q Exactive UHMR Hybrid Quadrupole-Orbitrap Mass Spectrometer v režimu Direct Mass Technology (DMT). Zpracování proběhlo pomocí:
- vlastních Python skriptů,
- komerčního softwaru STORIboard (Proteinaceous) s tradičním STORI a misSTORI algoritmem.
Princip misSTORI spočívá v odvození derivace komplexních STORI signálů, lineárním segmentálním fitu fázových chyb a následné dynamické korekci frekvence během celého časového záznamu.
Hlavní výsledky a diskuse
- U delších akvizic (2 s) tradiční STORI vykazuje degradaci kvality náboje a zkreslení směrem k nižším hodnotám, zatímco misSTORI zlepšuje přesnost a udržuje konstantní hodnoty bez biasu.
- Porovnání prázdných vs. plných AAV kapsid ukázalo, že prázdné kapsidy při špatné desolvataci ztrácely tisíce Da, zatímco plné pouze stovky Da. misSTORI umožnilo kvantifikovat tuto sekvenční ztrátu rozpouštědla.
- Byly také zaznamenány případy nárůstu hmotnosti iontů o ~132 Da během akvizice, interpretované jako zachycení neutrálního xenonového atomu ve vnitřním prostoru Orbitrapu.
- Ve srovnání se Short Time Fourier Transform (STFT) poskytuje misSTORI lepší časové rozlišení a vyšší přesnost detekce okamžiků frekvenčních skoků.
Přínosy a praktické využití metody
- možnost prodloužení akviziční doby bez ztráty kvality dat,
- vylepšená přesnost stanovení náboje a absolutní hmotnosti velkých iontů,
- insight do dynamických procesů během měření (desolvatace, kolize s neutrály),
- zachycení nečekaných fenoménů, jako je nárůst hmotnosti iontu.
Budoucí trendy a možnosti využití
- aplikace misSTORI na širší řadu makromolekulárních a supramolekulárních komplexů,
- integrovaná real-time korekce frekvenčních posunů během uživatelských měření,
- kombinace s dalšími pokročilými signálovými metodami pro detailní sledování dynamiky iontů,
- využití v průmyslové kontrole kvality virových vektorů pro genovou terapii.
Závěr
misSTORI představuje významný krok vpřed v oblasti CDMS analýzy velkých iontů. Umožňuje spolehlivou korekci m/z posunů, zlepšuje přesnost náboje a hmotnosti, umožňuje delší akvizice a odhaluje nová fyzikální či chemická dění během měření. Tato metoda rozšiřuje možnosti aplikací CDMS v biologii, farmacii a materiálové vědě.
Reference
- Kafader JO et al., JASMS, 2019, 30, 2200–2203.
- Goodwin MP et al., JASMS, 2024, 35, 658–662.
- Desligniere E et al., Nature Methods, 2024.
- Warner TP et al., Nature Chemistry, 2022, 14, 515–522.
- Miller ZM et al., JASMS, 2022, 33, 2129–2137.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.