Beyond the Boundaries of LC-MS Sensitivity and Throughput with the Next Generation All-In-One Nano-, Capillary-, and Micro-Flow UHPLC System

Význam tématu

Analýza proteomů metodami LC-MS je klíčová pro biomedicínský výzkum, farmaceutický vývoj i průmyslovou kontrolu kvality. Kombinace vysoké citlivosti, robustnosti a velkého průtoku umožňuje detailní charakterizaci komplexních biologických vzorků v krátkém čase a s minimalizovanou chybovostí.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo komplexně otestovat novou generaci UHPLC systému Thermo Scientific Vanquish Neo pro aplikace nano-, kapilární a mikro-flow LC-MS v bottom-up proteomice. Studie zahrnuje:

• Vyhodnocení citlivosti a hloubky proteomu v režimu single-shot DDA.
• Optimalizaci vysokoprůtokových metod (24–180 vzorků/den).
• Test dlouhodobé robustnosti nano-flow separací (1600 injekcí během 6 měsíců).
• Nasazení mikro-flow režimu pro kvantitativní cílené analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Pracovní sekvence:

• UHPLC: Thermo Scientific Vanquish Neo s ProFlow XR aktivní regulací průtoku, SmartInject a Vial-bottom detekcí.
• Kolony: EASY-Spray Neo a Double nanoViper PepMap Neo (75 µm ID × 50–75 cm, 2 µm částice); Acclaim PepMap 1,0 mm × 15 cm pro mikro-flow.
• MS pro DDA: Thermo Scientific Orbitrap Exploris 480.
• MS pro cílenou kvantifikaci: Thermo Scientific TSQ Altis.
• Eluenty: A = voda + 0,1 % kyseliny mravenčí; B = 80 % acetonitril/20 % voda + 0,1 % kyseliny mravenčí.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Single-shot nano-flow DDA: identifikováno a kvantifikováno > 7 000 proteinů a ~ 80 000 peptidů během 240 min gradientu. Prodloužení gradientu z 90 na 240 minut zvyšuje proteomovou hloubku, přestože šířka špiček (FWHM) mírně roste.
2. Vysokoprůtokové nano/kapilární metody: vyvinuto pět metod s cykly 8–60 min, dosah až 180 vzorků/den, MS využití 68–95 %, střední FWHM pro PRTC peptidy pod 3 s (8 min) až 12 s (60 min).
3. Robustita nano-flow: po 1600 injekcích BSA digestu stabilní retence s RSD < 0,3 % pro vybrané peptidy během 176 dnů.
4. Mikro-flow cílená kvantifikace: 760 opakovaných analýz PRTC peptidů za 7,5 dne, retence RSD < 0,15 %, plocha špiček konzistentní i při výměně vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

Provozní výhody:

• Univerzální platforma pro nano-, kapilární i mikro-flow bez výměny hardware.
• Vysoká opakovatelnost retence i plošné odpovědi umožňuje dlouhodobé projekty a rozsáhlé kohortní studie.
• Zvýšená citlivost a separační účinnost podporují hlubokou charakterizaci proteomů bez kompromisů v rychlosti.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj UHPLC-MS metod směřuje k automatizaci a vyšší integraci s AI-řízenou analýzou dat. Díky výkonu Vanquish Neo lze očekávat:

• Využití v klinické proteomice pro biomarkerový screening celých kohort pacientů.
• Nasazení v farmakovigilanci pro rychlé vyhodnocení stability proteinových léčiv.
• Další rozšíření mikro-flow režimu pro cílené aplikace s vysokou propustností.

Závěr

Vanquish Neo UHPLC představuje novou generaci all-in-one systému pro LC-MS separace: kombinuje špičkovou citlivost, univerzálnost průtoku a dlouhodobou stabilitu. Je ideální pro základní výzkum i rutinní analýzy ve vysoce náročných proteomických projektech.

Reference

1. Zheng R. et al. TN74152 (2021): Single-shot nanoLC-MS proteomics s Vanquish Neo.
2. Zheng R. et al. TN000138 (2021): High-throughput proteome profiling.
3. Pynn C. et al. TN000172 (2021): Dlouhodobá robustnost nano-flow LC.
4. Meding S. et al. TN74161 (2021): Mikro-flow LC-MS/MS pro cílenou kvantifikaci.