Revolutionizing translational research: large-scale targeted PRM proteomics assays enabled by Stellar mass spectrometer

Postery | 2025 | Thermo Fisher Scientific | ASMSInstrumentace
LC/HRMS, LC/Orbitrap, LC/MS/MS, LC/MS, Příprava vzorků, Software
Zaměření
Klinická analýza, Proteomika
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Targeted PRM proteomika představuje klíčový nástroj pro ověřování biomarkerů v klinickém výzkumu a translational science. Moderní hmotnostní spektrometry s vysokou citlivostí a rychlostí akvizice umožňují analýzu stovek až tisíců peptidů v komplexních biologických matricích, jako je lidská plazma. Efektivita, reprodukovatelnost a nízké limity detekce jsou nezbytné pro spolehlivou kvantifikaci biomarkerů a podporu rozhodování v lékařském výzkumu a diagnostice.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo vyvinout a ověřit vysoce multiplexní PRM assay pro panel PQ500 referenčních peptidů v lidské plazmě za využití Thermo Scientific Stellar hmotnostního spektrometru a softwaru Skyline s externím nástrojem PRM Conductor. Studie porovnává dvě chromatografické metody s různou rychlostí skenování (60 SPD a 100 SPD) a ve třech pracovních krocích (unscheduled PRM, široko-okenní PRM, úzkookenní PRM) demonstruje kompletní workflow dokončené během 3–4 pracovních dnů.

Použitá metodika a instrumentace


Instrumentace:
  • Thermo Scientific Stellar MS s dynamicky řízenou dobou injekce a Adaptive RT real-time chromatogram alignment
  • Thermo Scientific Vanquish Neo UHPLC s EASY-Spray HPLC ES906A kolonkou (trap-and-elute)
  • Skyline software s externím nástrojem PRM Conductor
  • PQ500 referenční peptidy (Biognosys AG) a trypticky štěpená lidská plazma (Thermo Scientific Pierce)
Metodika:
  • Krok 1 – vytvoření Skyline dokumentu, spektrální knihovny a unscheduled PRM metod pro 804 PQ500 peptidů rozdělených do 10 frakcí
  • Krok 2 – široko-okenní PRM akvizice na neat-peptidech a spike-in plazmě pro ověření retenční doby
  • Krok 3 – filtrování prekurzorů a tranzicí v PRM Conductor podle S/N, plochy, RT, nabití; export úzkookenních PRM metod (0,6 min pro 60 SPD, 0,35 min pro 100 SPD)
  • Akvizice dat pomocí 60 SPD (scan rate 125 kDa/s, HCD 30 %, m/z 200–1500) a 100 SPD (custom scan range)
  • Analýza dat v Skyline: výpočet CV, LOD, LOQ a kalibračních křivek

Hlavní výsledky a diskuse


Pro konečné metody bylo zaznamenáno 1622 prekurzorů a cca 13 800 tranzicí pro obě gradientní rychlosti. Reproducibilita (n=10) dosáhla u 94 % peptidů CV <20 %. Lože kvantifikace (LOQ) většiny peptidů bylo <50 attomolů (85 % <500 attomolů) a limity detekce (LOD) téměř všechny <50 attomolů. Metoda 60 SPD vykázala o 1,6× nižší LOQ a LOD než 100 SPD. Detailní kalibrační křivka pro peptid ELLDTVTAPQK demonstrovala lineární odezvu v pracovním rozsahu.

Přínosy a praktické využití metody


Vyvinutý workflow umožňuje:
  • Rychlou tvorbu vysoce multiplexních PRM metod během několika dnů
  • Analýzu stovek peptidů s vysokou citlivostí a přesností ve složitých matricích
  • Automatizované filtrování tranzicí a adaptivní řízení akvizice pro optimální parametry
  • Vysokou reprodukovatelnost a nízké limity detekce vhodné pro klinické ověřování biomarkerů

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekávané směry:
  • Rozšíření panelů peptidů a aplikace na endogenní proteiny v klinických vzorcích
  • Integrace s pokročilými softwarovými nástroji a machine learning pro automatizovanou selekci tranzicí
  • Využití adaptivních chromatografických a akvizičních strategií pro vyšší multiplexaci a zkrácení analýz
  • Implementace v regulovaných prostředích (QA/QC, farmaceutické laboratoře) pro validaci biomarkerů

Závěr


Studie demonstrovala, že kombinace Stellar MS, Vanquish Neo UHPLC, Skyline a PRM Conductor umožňuje efektivní vývoj a provoz cílených PRM assay pro velkoplošné kvantifikace peptidů v plazmě. Metody 60SPD i 100SPD dosahují vysoké citlivosti, reprodukovatelnosti a nízkých LOD/LOQ, přičemž 60SPD vykazuje mírně lepší výkon.

Reference


  1. Philip M. Remes, Cristina C. Jacob et al. bioRxiv. 2024 Jun 1. doi:10.1101/2024.05.31.596848
  2. PRM Conductor. Panorama Web (Thermo Fisher Scientific).

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Revolutionizing translational research: large-scale targeted PRM proteomics assays enabled by the Stellar mass spectrometer
New paradigm for plasma proteomics biomarker research
New paradigm for plasma proteomics biomarker research
2025|Thermo Fisher Scientific|Technické články
Leveraging Adaptive RT on the Orbitrap Ascend MultiOmics Tribrid mass spectrometer for improved sensitivity and throughput in targeted workflows
Combining a new hybrid nominal mass platform and intelligent data acquisition to enable highly multiplexed targeted proteomics