LC/MS, Kapilární elektroforéza
ZaměřeníVýrobceThermo Fisher Scientific, Waters, Bruker, SCIEX
Význam tématu
V moderní analytické chemii narůstá potřeba citlivých a vysoce selektivních metod pro separaci polárních a nabitých molekul a komplexních biomolekul, jako jsou proteiny, proteoformy či post-translační modifikace (PTM). Konvenční kapalná chromatografie často naráží na omezení ve formě útlumu iontů (ion suppression), vysoké spotřeby vzorku a nižší separační účinnosti.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem předloženého materiálu je představit modul CESI 8000 Plus High Performance Separation-ESI, který integruje kapilární elektroforézu s elektrosprayováním (CESI-MS), a demonstrovat jeho přínos pro zvýšení citlivosti, rozlišovací schopnosti a pokrytí analytů v různých aplikacích od metabolomiky až po charakterizaci bioterapeutik.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda CESI kombinuje ultranízký průtok (<50 nL/min) kapilární elektroforézy s přímým přenosem separovaných analytů do ESI-MS prostřednictvím jednotné OptiMS cartrige. Klíčové principy:
- Ultra nízký průtok minimalizuje útlum iontů a zvyšuje citlivost
- Jednotný vnitřní průměr kapilár od vzorku k poréznímu hrotu zajišťuje nulovou mrtvou zónu
- Vícečásticová injekce (multi-segment injection) umožňuje až 10× vyšší průtok analýz
- Přímé nastavení napětí (1–30 kV) a proudu (3–300 µA) pro optimalizaci separace a ionizace
Použitá instrumentace
Hlavní komponenty systému CESI 8000 Plus:
- OptiMS cartridge obsahující kapiláru se stejným vnitřním průměrem od vzorku k ESI hrotu
- ESI kovová jehla naplněná vodivou tekutinou pro elektrický kontakt
- Nástavec pro přímé „plug-and-spray“ připojení k různým MS zdrojům (SCIEX, Thermo, Bruker, Waters, …)
- Možnost doplňkové UV/VIS, PDA a LIF detekce v režimu samostatné CE
- Regulovatelné vzorkové zásobníky (nanoVials, microvials) s odečty 1–50 µL
- Software s vizuálním ovládacím rozhraním a přednahranými metodami
Hlavní výsledky a diskuse
Praktické příklady ukazují, že CESI-MS:
- Dosahuje až 100násobně menší spotřeby vzorku při lepší separační účinnosti než LC-MS
- Umožňuje detailní charakterizaci intact MAb a jejich glykosylačních forem s rozlišením izobarních modifikací
- Zvyšuje počet identifikovaných peptidů v mitochondrialních extraktech až o 30 % při spotřebě 100 ng vzorku
- Efektivně separuje isobarické metabolity (např. citrát vs. isocitrát) i sacharid-fosfáty v centrálním metabolismu
- Odstraňuje potlačení signálu při analýze nabitých a polárních metabolitů, peptidů a PTM bohatých proteinů
Přínosy a praktické využití metody
Implementace CESI 8000 Plus přináší:
- Maximální využití omezených či cenných vzorků (biopsie, CTC, FFPE, venomy, ADCs)
- Vysokou robustnost a opakovatelnost s minimálním carry-over
- Rychlý přechod mezi nanoLC a CESI díky mobilní konstrukci a jediné cartridgi
- Široké uplatnění v metabolomice, proteomice, glykoproteomice, QC bioterapeutik a farmaceutickém výzkumu
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšiřování CESI-MS v následujících oblastech:
- Vývoj vysoce multiplexovaných metod pro simultánní kvantifikaci metabolitů, PTM a proteinových komplexů
- Integrace s iontovým mobilitním rozdělením pro ještě lepší rozlišení isobarů
- Automatizace workflow pro klinickou metabolomiku a personalizovanou medicínu
- Pokročilá bioinformatická řešení pro analýzu hlubokých proteoformních profilů
Závěr
CESI 8000 Plus High Performance Separation-ESI Module představuje robustní a vysoce citlivé řešení pro separaci a analýzu polárních a nabitých sloučenin v kombinaci s MS detekcí. Díky ultra-nízkému průtoku, nulové mrtvé zóně a možnosti multi-segment injection se výrazně zvyšuje informační obsah a efektivita pracovišť zabývajících se proteomikou, metabolomikou a charakterizací bioterapeutik.
Reference
1. Kelly RT, Page JS, Zhao R, Qian W, Mottaz HM, Tang K, Smith RD. Anal Chem. 2008;80:143–149.
2. Schmidt A, Karas M, Dulks T. J Am Soc Mass Spectrom. 2003;14:492–500.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.