From analytical to nano-flow LC-MS: high robustness and sensitivity to answer complex biological questions

Prezentace | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
LC/MS
Zaměření
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Downscaling kapalinové chromatografie ke kapilárnímu, nano- a sub-nano-průtoku vede k výraznému nárůstu citlivosti a selektivity LC-MS metod. Tyto přístupy umožňují analýzu omezených vzorků, hlubokou proteomiku, detekci biomarkerů v komplexních matricích i kvantifikaci na velmi nízké úrovni.

Cíle a přehled studie / článku


Článek popisuje systématické srovnání analytického (>450 µL/min), mikro- (100 µL/min), kapilárního (15–30 µL/min), nano- (300 nL/min) a sub-nano-LC-MS (<100 nL/min) z hlediska citlivosti, reprodukovatelnosti, průtoku a možnosti hluboké proteomické analýzy.

Použitá metodika a instrumentace


  • Kolony o různých vnitřních průměrech (2,1 mm až 25 µm) a délkách (15 – 75 cm) s částicemi 1,9 – 2,6 µm.
  • Rozhraní ESI zdroje optimalizované pro nízké průtoky.
  • LC systémy Thermo Scientific UltiMate 3000 RSLCnano a EASY-nLC 1200.
  • Mass spektrometry Thermo Scientific Q Exactive HF, Orbitrap Fusion Lumos a Exactive HF hybrid quadrupole-Orbitrap.
  • Prototypové ultra-low-flow nastavení: kolona 25 µm × 25 cm, emitery 10 µm.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Citlivost roste s klesajícím průtokem: micro-LC 2–4×, capillary-LC 4–50×, nano-LC >50×, sub-nano >100× oproti analytickému režimu.
  • Nano-LC-MS dosahuje základních špičkových chromatogramů pro 1 µg vzorku HeLa lysátu s třikrát vyšší intenzitou.
  • Pro delší kolony (75 cm) a gradienty (90–240 min) se zvyšuje počet identifikovaných proteinů o ~10 % proti 50 cm kolónám.
  • PRM kvantifikace rituximabu v matrici dosahuje LOD na amolové úrovni a vysoké reprodukovatelnosti RT (RSD 0,12 %).
  • Ultra-low-flow (10–100 nL/min) prototyp ukázal identifikaci až 2000 proteinů z 10 ng vzorku s RSD RT < 0,2 %.

Přínosy a praktické využití metody


  • Analýza velmi omezeného množství vzorku (laserová mikrodisekce, single-cell proteomics, tumor biopsie).
  • Detekce a kvantifikace nízkoabundantních biomarkerů ve složitých matricích.
  • Vyšší proteomické krytí a důkladná charakterizace post-translačních modifikací.
  • Možnost multiplexovaného sledování cílených proteinů v reálném čase.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozvoj uživatelsky přívětivých nano-LC systémů s integrovanými konektory a snadnou obsluhou.
  • Automatizace a robustní provoz ultranízkých průtoků pro rutinní aplikace.
  • Další zvyšování citlivosti pro single-cell omics a metaproteomiku.
  • Integrace s novými typy MS detektorů a datově orientovaná analýza velkých dat.

Závěr


Ukázalo se, že volba chromatografického měřítka musí vyvážit citlivost a průtok. Nano-LC-MS je dnes standardem v hluboké proteomice i cílené kvantifikaci. Extrémně nízké průtoky přinášejí nejvyšší citlivost, ale vyžadují pokročilou expertízu a specializované přístroje.

Reference


  • Köcher T., et al. Development and performance evaluation of an ultralow-flow nanoliquid chromatography-tandem mass spectrometry set-up. Proteomics. 2014;14:1999–2007.
  • Patel N. R., et al. mRNA expression of GAPDH from individual cells. Clin Cancer Res. 2008;doi:10.1158/1078-0432.CCR-07-1497.
  • Toriello K., et al. Single-cell proteomics in Jurkat cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105(46):17729–17734.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Novel capillary-flow LC HRAM MS platform for fast targeted analysis and robust profiling of complex samples
Capillary-flow LC-MS: combining high sensitivity, robustness, and throughput
The Thermo Scientific Capillary Flow LC MS Solutions
The Thermo Scientific Capillary Flow LC MS Solutions
|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Raise your nano LC-MS performance with new Thermo Scientific solutions