Qualitative and Quantitative Performance of Cyclic IMS in Nanoscale Proteomic Experiments

Význam tématu

Proteomicke studie vyzaduji analyzu komplexnich vzorku s vysokou citlivosti a dynamickym rozsahem. Kombinace neskalni chromatografie s hmotnostni spektrometrii nove generace s mobilitni separaci umoznuje ziskat komplexni datove sady pro kvalitativni a kvantitativni analyzu bielkovin a peptidu. Rozsireni platformy QTof o cyclic IMS prinasi vylepsenou rozlisovaci schopnost jak v oblasti pohyblivosti iontu tak v masove rezoluci.

Cile a prehled studie

Studie si klade za cil posoudit kvalitativni a kvantitativni vykon cyclic IMS v nanoskalnich proteomickych experimentacich. Experimenty zahrnovaly analyzu standardnich vzorku bunecných lyzat z E coli a lidske bunkove linie K562 a testy kvantitativni linearity se stabilne izotopove oznacenou peptidovou zmesí v komplikovanem pozadi.

Pouzita metodika a instrumentace

Chromatografie se provadela na UPLC M Class s trapping a analytickou kolonou typu HSS T3 pri toku 300 nl za minutu a teplotach kolony 35 a vzorku 10 C. Mobilni faze predstavovaly vodny roztok formove kyseliny a acetonitril s kyselinou. Gradient se pohyboval od 5 do 35 procent mobilni faze B v rozmezi od 90 do 240 minut.
Detekce probihala na hmotnostnim spektrometru QTof s cyclic IMS v rezimu HDMSE. Ionizace ESI v pozitivnim modu poskytla masovou rezoluci 50000 FWHM a mobilitni rezoluci 65 FWHM pri jedinem pruchodu. System vyuziva dual gain detekcni modul a referencni material glub fibrinopeptid B.
Data byla zpracovana softwary MassLynx ProteinLynx Global Server a Progenesis QI pri FDR jedne procentni a ctverprocentni hranici. Databaze zahrnovaly preskumnute záznamy Uniprot pro E coli a cloveka.

Hlavni vysledky a diskuse

System prokázal vylepsenou citlivost a rozliseni v porovnani s predchozimi QTof platformami. Pri nalozeni peptidu u K562 byla optimalni hmotnost mezi 50 a 75 ng pro 90 minutovy gradient, s maximalnim poctem identifikovanych proteinov kolem 4000 pri FDR 1 procento. Prodlouzeni gradientu na 240 minut prineslo rust identifikaci z 3700 na 4500 proteinov. Hmotnostni presnost dosahla vice nez 90 procent peptidu v rozsahu plus minus 5 ppm. Dynamicky rozsah merici dosahl az peti radu intenzity. Reprodukovatelnost mezi technickymi replikami prokazala vysokou korelaci s r2 0999 a opakovane identifikace prekrocily 78 procent.
Kvantitativni linearita overena pomoci stabilne izotopove oznacene zmesi ukazala konzistentni odpoved v rozmezi od 10 amol do 100 fmol na sloupci s dynamickym rozsahem peti radu.

Prinosy a prakticke vyuziti metody

Cyclic IMS v kombinaci s nanoskalni chromatografií poskytuje robustni platformu pro hloubkovou proteomickou analyzu pri minimalnich objemech vzorku. Vyssi rozliseni i rozsah umoznuji presne rozlisovani izobarickych slozek a kvantifikaci v komplexnich vzorcich. System podporuje dlouhodobe merici behy s vynikajici stabilitou a reprodukovatelnosti.

Budouci trendy a moznosti vyuziti

Další vyvoj muze smerovat k vice pruchodum cyclic IMS pro dalsi zvyseni separacni schopnosti. Integrace pokrocilych algoritmu pro zpracovani dat a umela inteligence muze urychlit interpretaci proteomickych vysledku. Oteviraji se moznosti vyuziti v klinicke proteomice a vyvoji biomarkeru pri nizkych koncentracich analyzu.

Zaver

SELECT SERIES cyclic IMS predstavuje vyznamny posun ve vykonu QTof hmotnostni spektrometrie pro nanoskalni proteomicke aplikace. Metoda nabizi spojeni vysoke citlivosti, rozliseni a stabilni kvantifikace pro hloubkovou analyzu bielkovin v komplexnich vzorcich.

Reference

1 Christopher J Hughes Lee A Gethings Characteristics of Proteomics Experiments Performed on the SYNAPT XS QTof Mass Spectrometer Waters Application Note 720006670EN 2019