Automated Plasma Proteomic Sample Preparation

Aplikace | 2018 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Příprava vzorků, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
Zaměření
Proteomika, Klinická analýza
Výrobce
Agilent Technologies, Thermo Fisher Scientific

Význam tématu

Proteomika plazmy je zásadní pro odhalování biomarkerů a pochopení fyziologických i patologických procesů v klinických vzorcích. Díky vysokému dynamickému rozsahu koncentrací proteinů, malému objemu vzorku a složité pre‐analytické přípravě se však stala náročnou disciplínou. Automatizace a standardizace přípravy vzorků proto významně zvyšují přesnost, opakovatelnost a rychlost analýz, což je klíčové pro robustní porovnávání velkých kohort a statisticky spolehlivá data.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované studie bylo vyvinout a validovat zrychlený a robustní pracovní postup pro profilování proteomu plazmy, který je plně automatizovaný a zvládá kompletní pre‐analytickou přípravu od 1 µL vzorku plazmy až po čisté peptidy připravené k LC/MS/MS. Kombinace iST kitu od PreOmics a Agilent Bravo platformy umožňuje provést denaturaci, redukci, alkylaci, enzymatické štěpení i čištění peptidů v jednom kartridži během dvou hodin.

Použitá metodika

  • Vzorky: 96 plazmatických vzorků (48 vzorků od jedné ženy a 48 od jednoho muže), získaných standardní srážkou krevní plazmy.
  • Pre‐analytická příprava: iST kartridž pro realizaci lýzy, denaturace, redukce, alkylace a tryptické digesce v jedné reakční nádobce.
  • Automatizace: Agilent Bravo pipetovací robot pro přesné dávkování a manipulaci se vzorky v 96-well formátu.
  • Čištění peptidů: směsí organických a vodných roztoků k odstranění lipidů a solí v kartridžích iST.
  • Analytika: 20minutové chromatografické gradienty LC/MS/MS pro vysokou propustnost.

Použitá instrumentace

  • Agilent Bravo Liquid Handling Platform se 96ST pipetovací hlavou
  • Teleshake Heated Shaking Station a Peltier Thermal Station pro řízenou inkubaci
  • EASY-nLC 1000 ultra-vysokotlaký systém (Thermo Fisher Scientific)
  • Q Exactive HF Orbitrap (Thermo Fisher Scientific) s nanoelektrospray ionizací
  • 40 cm HPLC kolony s ReproSil-Pur C18-AQ 1,9 µm pryskyřicí

Hlavní výsledky a diskuse

  • Na 1 µL plazmy bylo průměrně kvantifikováno 300 proteinů na běh v rozsahu šesti řádů koncentrace.
  • Průměrná Pearsonova korelace celého workflow pro technické replikáty dosáhla hodnoty 0,98, což dokládá vynikající reprodukovatelnost.
  • Porovnání vzorků od různých jedinců odhalilo významné rozdíly v hladinách proteinů jako SHBG, PZP či imunoglobuliny.

Přínosy a praktické využití metody

  • Kompletní příprava vzorku v jediné kartridži šetří čas a minimalizuje riziko kontaminace.
  • Automatizace umožňuje paralelní zpracování stovek vzorků s vysokou přesností.
  • Workflow vhodné pro velké klinické studie, longitudinální sledování pacientů a objevování biomarkerů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Moderní směřování proteomiky plazmy zahrnuje integraci s jinými omickými přístupy, zkracování analytických gradientů pro ještě vyšší throughput a využití strojového učení pro komplexní analýzu dat. Miniaturizace a further zefektivnění přípravy vzorků bude podporovat personalizovanou medicínu a rychlou diagnostiku.

Závěr

PreOmics iST technologie v kombinaci s Agilent Bravo platformou představují rychlý, robustní a vysoce reproducibilní přístup k přípravě plazmatických vzorků pro LC/MS/MS proteomiku. Metoda zkracuje čas přípravy na dvě hodiny, minimalizuje manuální zásahy a umožňuje spolehlivé kvantifikace stovek proteinů z minimálních objemů plazmy, což je nepostradatelné pro rozsáhlé klinické aplikace.

Reference

  • Geyer P. E. et al. Revisiting biomarker discovery by plasma proteomics. Molecular Systems Biology (2017) 13:942.
  • Geyer P. E. et al. Plasma Proteome Profiling to Assess Human Health and Disease. Cell Systems (2016) 2(3):185–195.
  • Kulak N. A. et al. Minimal, encapsulated proteomic-sample processing applied to copy-number estimation in eukaryotic cells. Nature Methods (2014).
  • Anderson L. Six decades searching for meaning in the proteome. Journal of Proteomics (2014) 107:24–30.
  • Cox J.; Mann M. MaxQuant enables high peptide identification rates… Nature Biotechnology (2008) 26(12):1367–1372.
  • Cox J. et al. Andromeda: a peptide search engine integrated into the MaxQuant environment. J. Proteome Res. (2011) 10(4):1794–1805.
  • Cox J. et al. Accurate proteome-wide label-free quantification by… Mol. Cell. Proteomics (2014) 13(9):2513–2526.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Standardized, high-throughput platform for automated, rapid, and extensive plasma proteome characterization
High-throughput plasma proteomics for translational biomarker discovery using PreOmics sample preparation and the Orbitrap Astral mass spectrometer
Automation for LC/MS Sample Preparation: High Throughput In-Solution Digestion and Peptide Cleanup Enabled by the Agilent AssayMAP Bravo Platform
Automation of Sample Preparation for Accurate and Scalable Quantification and Characterization of Biotherapeutic Proteins Using the Agilent AssayMAP Bravo Platform