Towards Turnkey Targeted Proteomics Solutions Using Internal Standard Triggered Acquisitions on Modified Orbitrap MS

Význam tématu

Cílená proteomika založená na paralelním monitorování fragmentů peptidů vysokého rozlišení nabízí spolehlivé kvantitativní analýzy komplexních biologických vzorků. Metoda s vnitřními standardy zvyšuje přesnost a robustnost měření, což je klíčové pro klinické i průmyslové aplikace.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této práce bylo implementovat a charakterizovat nový workflow SureQuant (internal standard triggered PRM) přímo v kontrolním softwaru Orbitrap Exploris 480 a Orbitrap Eclipse Tribrid hmotnostních spektrometrů. Studie demonstruje zlepšenou produktivitu, kvantitativní výkon a uživatelskou přívětivost oproti konvenčnímu PRM.

Použitá metodika a instrumentace

• Stra­te­gie SureQuant kombinuje dva režimy: „watch mode“ (rychlé nízkorozlišené MS2 skeny pro detekci signálu interních standardů) a „quant mode“ (vysoce rozlišené MS2 skeny spouštěné real-time rozpoznáním vzorkových peptidů).
• Chromatografie probíhala na systémech Thermo Scientific UltiMate 3000 RSLC a EASY-nLC 1200 s C18 kolonkami.
• Analýza hmotnostním spektrem: Orbitrap Exploris 480 a Orbitrap Eclipse Tribrid.
• Vnitřní standardy: SureQuant AKT Pathway Multiplex Panel kit (30 SIL peptidů) a PQ500 kit (804 SIL peptidů).

Hlavní výsledky a diskuse

• SureQuant přiděluje 80–90 % času na produktivní sběr dat, zatímco konvenční PRM 10–15 %.
• Metoda odolává chromatografickým odchylkám díky dynamickému vyhledávání interních standardů.
• Aplikace na monitoring AKT/mTOR signální dráhy zaznamenala 26 z 30 cílených endogenních peptidů oproti 11 při běžném PRM.
• V analýzách neopapršené lidské plazmy bylo kvantifikováno přibližně 560 endogenních peptidů z 804, reprezentujících asi 400 proteinů během 70min gradientu.
• Detekce v nízkém amolovém rozsahu a vysoká reprodukovatelnost (60 % targetů s CV<5 %).

Přínosy a praktické využití metody

• Signifikantně zvýšená citlivost a selektivita měření.
• Vysoká robustnost a opakovatelnost vhodná pro rutinní workflow v klinických a výzkumných laboratořích.
• Plug-and-play přístup díky přednastaveným šablonám metod pro konkrétní aplikace a kity.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření a automatizace tvorby multiplexovaných assay panelů pro různé biologické dráhy.
• Integrace s pokročilými výpočetními nástroji a cloudovými platformami pro rychlejší optimalizaci metod.
• Uplatnění v personalizované medicíně, biobankovaných vzorků a environmentální analýze.

Závěr

Workflow SureQuant představuje robustní a citlivé řešení pro cílenou proteomiku s jednoduchou implementací a zvýšenou efektivitou sběru dat, což otevírá nové možnosti pro vysoce průkazné kvantitativní analýzy.