Using Parallel Accumulation Serial Fragmentation (PASEF) to speed up untargeted 4D lipidomics LC-MS/MS workflows
Aplikace | 2019 | BrukerInstrumentace
Lipidomika se rychle rozvíjí jako důležitá metoda pro identifikaci a kvantifikaci lipidů v biologických vzorcích, přičemž lipidy hrají klíčovou roli v patofyziologii onkologických a neurologických onemocnění. Pro rozsáhlé klinické studie je však zásadní kombinace vysokého objemu vzorků a vynikající kvality dat ve zkráceném čase měření.
Tato studie demonstruje využití akvizičního módu PASEF (Parallel Accumulation Serial Fragmentation) na systému timsTOF Pro ve čtyřrozměrné lipidomice. Autoři porovnali tři gradientní časy (20, 11 a 6 minut) a prokazují schopnost metody zachovat hloubku profilování i při zkrácení doby analýzy.
Vzorky: extrakce lipidů z referenčního plazmatu NIST SRM 1950 podle protokolu Shevchenka et al.
LC separace: Elute UHPLC se C18 kolonkou (100 × 2,1 mm, 1,9 μm), mobilní fáze ACN/H2O a iPrOH/ACN s 10 mM NH4Ac a 0,1 % FA, teplota 55–65 °C, průtok 0,4 ml/min.
MS akvizice: timsTOF Pro s modusem PASEF MS/MS, ESI+, scan 100–1500 m/z, 100 ms ramp time, interní kalibrace, 2 cykly PASEF.
Datová analýza: MetaboScape 5.0 s algoritmem T-ReX 4D, CCS predikce pomocí CCSPredict, identifikace aduktů a izotopů, porovnání se spektrem LipidBlast.
Za 20min analýzy bylo detekováno 392 lipidů ve 286 třídách; zkrácení na 11 a 6 minut vedlo k 283 a 213 identifikovaným lipidům. PASEF umožnil separaci a fragmentaci 102 předkurzorů během 0,1 min, včetně koelujících isobarických fosfatidylcholinů a –ethanolaminů (PC 34:2e vs PE 36:2), oddělených ve fenoménu IMS s rozdílem CCS < 0,5 %. Krátké běhy při 6 minutách stále dovolily spolehlivě rozlišit vzorky se spike-in standardy pomocí PCA a t-testu.
Očekává se rozšíření užití PASEF-IMS v klinických lipidomických přístupech pro biomarkerové studie, integrace strojového učení pro zlepšení predikce CCS a automatické anotace, dále rozvoj knihoven a platformové automatizace pro vysokoprocesní nasazení.
PASEF na systému timsTOF Pro představuje ideální řešení pro hloubkovou i vysoce rychlou lipidovou analýzu, umožňuje značné zkrácení doby měření a přináší nové možnosti ve 4D lipidomice tím, že kombinuje rychlost, přesnost a reprodukovatelnost.
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníLipidomika
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
Lipidomika se rychle rozvíjí jako důležitá metoda pro identifikaci a kvantifikaci lipidů v biologických vzorcích, přičemž lipidy hrají klíčovou roli v patofyziologii onkologických a neurologických onemocnění. Pro rozsáhlé klinické studie je však zásadní kombinace vysokého objemu vzorků a vynikající kvality dat ve zkráceném čase měření.
Cíle a přehled studie
Tato studie demonstruje využití akvizičního módu PASEF (Parallel Accumulation Serial Fragmentation) na systému timsTOF Pro ve čtyřrozměrné lipidomice. Autoři porovnali tři gradientní časy (20, 11 a 6 minut) a prokazují schopnost metody zachovat hloubku profilování i při zkrácení doby analýzy.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky: extrakce lipidů z referenčního plazmatu NIST SRM 1950 podle protokolu Shevchenka et al.
LC separace: Elute UHPLC se C18 kolonkou (100 × 2,1 mm, 1,9 μm), mobilní fáze ACN/H2O a iPrOH/ACN s 10 mM NH4Ac a 0,1 % FA, teplota 55–65 °C, průtok 0,4 ml/min.
MS akvizice: timsTOF Pro s modusem PASEF MS/MS, ESI+, scan 100–1500 m/z, 100 ms ramp time, interní kalibrace, 2 cykly PASEF.
Datová analýza: MetaboScape 5.0 s algoritmem T-ReX 4D, CCS predikce pomocí CCSPredict, identifikace aduktů a izotopů, porovnání se spektrem LipidBlast.
Hlavní výsledky a diskuse
Za 20min analýzy bylo detekováno 392 lipidů ve 286 třídách; zkrácení na 11 a 6 minut vedlo k 283 a 213 identifikovaným lipidům. PASEF umožnil separaci a fragmentaci 102 předkurzorů během 0,1 min, včetně koelujících isobarických fosfatidylcholinů a –ethanolaminů (PC 34:2e vs PE 36:2), oddělených ve fenoménu IMS s rozdílem CCS < 0,5 %. Krátké běhy při 6 minutách stále dovolily spolehlivě rozlišit vzorky se spike-in standardy pomocí PCA a t-testu.
Přínosy a praktické využití metody
- Výrazné navýšení produktivity analýz až čtyřnásobně při zachování kvality a reprodukovatelnosti lipidových dat.
- IMS-založená separace izobarů zajišťuje čisté MS/MS spektra a vysokou důvěryhodnost identifikací.
- Automaticky extrahované CCS hodnoty slouží ke zvyšování jistoty strukturních přiřazení.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření užití PASEF-IMS v klinických lipidomických přístupech pro biomarkerové studie, integrace strojového učení pro zlepšení predikce CCS a automatické anotace, dále rozvoj knihoven a platformové automatizace pro vysokoprocesní nasazení.
Závěr
PASEF na systému timsTOF Pro představuje ideální řešení pro hloubkovou i vysoce rychlou lipidovou analýzu, umožňuje značné zkrácení doby měření a přináší nové možnosti ve 4D lipidomice tím, že kombinuje rychlost, přesnost a reprodukovatelnost.
Reference
- Röhrig F & Schulze A (2016) Nat Rev Cancer 16:732–749
- Vriens K et al. (2019) Nature 566:403–406
- Yang Q et al. (2018) Nat Rev Mol Cell Biol 19:654–672
- Meier F et al. (2015) J Proteome Res 14:5378–5387
- Shevchenko A et al. (2008) J Lipid Res 49:1137–1146
- LipidBlast (fiehnlab.ucdavis.edu)
- Bowden JA et al. (2017) J Lipid Res 58:2275–2288
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
4D-Lipidomics™ workflow for increased throughput
2021|Bruker|Aplikace
4D-Lipidomics™ workflow for increased throughput Lipid profiling from complex lipid extracts can be a challenging and time consuming task. The high complexity of samples and co-elution of isobaric or isomeric compounds complicate the confident annotation of lipids. The presented 4D-Lipidomics…
Klíčová slova
ccs, ccsannotation, annotationlipid, lipidannotations, annotationslipids, lipidstimstof, timstofaware, awarebased, basedcoverage, coveragevalues, valuescan, candeep, deepmobility, mobilityrule, ruleannotated
Investigating the increased lifespan in C. elegans daf-2 mutants by 4D-Lipidomics
2019|Bruker|Aplikace
Investigating the increased lifespan in C. elegans daf-2 mutants by 4D-Lipidomics The small nematode Caenorhabditis elegans is one of the premier biomedical model organisms and employed in many aspects of basic and applied science Introduction Typical application areas for C.…
Klíčová slova
ccs, ccslipid, lipidcharacteristic, characteristicnegative, negativevalues, valuespasef, paseflipids, lipidsmetaboscape, metaboscapetimstof, timstoflipidblast, lipidblastccspredict, ccspredictpositive, positivespectra, spectrawild, wildassignment
CCS-aware SpatialOMx® enables highly confident and automatic lipid annotations with regiospecific context
2021|Bruker|Aplikace
Intensity (arb. unit) 132% 0% 100% PS 38:1 m/z 816.5747 ± 0.0122 1/K0 1.433 ± 0.01 Intensity (arb. unit) Mobility [1/K0] 136% 0% 100% PE 20:1_22:6 m/z 816.5517 ± 0.0122 1/K0 1.404 ± 0.01 m/z 1 mm CCS-aware SpatialOMx® enables…
Klíčová slova
ccs, ccsmaldi, maldispatialomx, spatialomximaging, imagingaware, awareannotation, annotationmobility, mobilitytims, timsannotated, annotatedannotations, annotationspasef, pasefbucket, bucketlipid, lipidsegmentation, segmentationlipids
Bruker Product Overview - Life Science Mass Spectrometry
2020|Bruker|Brožury a specifikace
Product Overview Life Science Mass Spectrometry Innovation with Integrity Mass Spectrometry Empowering Science with Innovation and Integrity As one of the world’s leading analytical instrumentation companies, Bruker offers a broad spectrum of advanced solutions in all fields of research and…
Klíčová slova
maldi, malditof, tofbruker, brukerrapiflex, rapiflexpasef, pasefevoq, evoqspectrometry, spectrometryscimax, scimaxmass, masstimstof, timstofmrms, mrmsproteomics, proteomicsmetaboscape, metaboscapelrf, lrfseries