Enhancing Ultraviolet Photodissociation Performance on a Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer for Small Molecule and Protein Analysis
Postery | 2018 | Thermo Fisher Scientific | ASMSInstrumentace
Ultrafialová fotodissociace (UVPD) představuje moderní přístup k detailnímu štěpení malých molekul i proteinů a umožňuje komplexní charakterizaci struktury analýzovaných látek díky generování všech hlavních typů fragmentů. Zvýšení účinnosti UVPD vede k rychlejším a citlivějším výstupům, což je klíčové pro aplikace v proteomice, kvantifikaci malých molekul a QA/QC procesech.
Studie se zaměřila na optimalizaci UVPD při 213 nm na platformě Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid s cílem zkrátit dobu poloviční dissociace (half life) a minimalizovat nežádoucí přetransformování fragmentů. Hlavními přístupy bylo srovnání konvenčního centrum sevření s plným sevřením iontů v nízkotlaké pastičce (LPT) a zavedení metody ion parking pro zachování fragmentů při delších aktivačních časech.
Vzorky (kofein, peptid MRFA, angiotensin I, insulin, ubiquitin, cytochrom c, karboanhydráza II) byly připraveny v 50/50 MeOH/H2O s 0,1 % formiátu a infundovány ESI při 3 μL/min. Nastaveny byly AGC cíle od 1×104 do 1×106 nábojů, rozlišení Orbitrapu 120 k, 50–100 scany, IRM 8 mTorr (3 mTorr pro intact mode), dekonvoluce Xtract, identifikace ProSight Lite (10 ppm).
Pro UVPD se aplikovalo buď centrum sevření iontů nebo plné sevření (full length trapping) v LPT a pro srovnání klasická aktivace vs. ion parking s dipolárním waveform pro uchování fragmentů.
Full length trapping zvýšilo objem pastičky o ~64 % a zkrátilo half life při 1×106 AGC až o 35 % ve srovnání s centrálním sevřením. Poloviční doba fragmentace klesá exponenciálně s rostoucí molekulovou hmotností. Ion parking efektivně minimalizuje předsdiciaci fragmentů, což při 100 ms aktivačním čase zachovává maximální sekvenční pokrytí (~22 % vs. ~10 % u karbonanhydrázy II). Sekvenční pokrytí peptidech a malých proteinů (ubiquitin, cytochrom c, insulin) ukázalo o ~20 % kratší optimální aktivační časy s full length trapping.
Optimalizace sevření iontů a zavedení ion parkingu na Orbitrap Fusion Lumos Tribrid výrazně zlepšuje rychlost i kvalitu UVPD analýz. Plné sevření v LPT a minimalizace nežádoucí přetransformace fragmentů přináší vyšší sekvenční krytí a efektivitu pro rozmanité analytické aplikace.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika, Lipidomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Ultrafialová fotodissociace (UVPD) představuje moderní přístup k detailnímu štěpení malých molekul i proteinů a umožňuje komplexní charakterizaci struktury analýzovaných látek díky generování všech hlavních typů fragmentů. Zvýšení účinnosti UVPD vede k rychlejším a citlivějším výstupům, což je klíčové pro aplikace v proteomice, kvantifikaci malých molekul a QA/QC procesech.
Cíle a přehled studie / článku
Studie se zaměřila na optimalizaci UVPD při 213 nm na platformě Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid s cílem zkrátit dobu poloviční dissociace (half life) a minimalizovat nežádoucí přetransformování fragmentů. Hlavními přístupy bylo srovnání konvenčního centrum sevření s plným sevřením iontů v nízkotlaké pastičce (LPT) a zavedení metody ion parking pro zachování fragmentů při delších aktivačních časech.
Použitá instrumentace
- Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer s UVPD hardware
- Q-switched Nd:YAG laser CryLaS (213 nm, 2.5 kHz, 1.5 μJ/puls, <1 ns šířka pulsu, 3.75 ± 0.5 mW výstupní výkon)
- Dvojitá kvadrupolární lineární iontová pastička (LPT) a Orbitrap analyzátor
Použitá metodika
Vzorky (kofein, peptid MRFA, angiotensin I, insulin, ubiquitin, cytochrom c, karboanhydráza II) byly připraveny v 50/50 MeOH/H2O s 0,1 % formiátu a infundovány ESI při 3 μL/min. Nastaveny byly AGC cíle od 1×104 do 1×106 nábojů, rozlišení Orbitrapu 120 k, 50–100 scany, IRM 8 mTorr (3 mTorr pro intact mode), dekonvoluce Xtract, identifikace ProSight Lite (10 ppm).
Pro UVPD se aplikovalo buď centrum sevření iontů nebo plné sevření (full length trapping) v LPT a pro srovnání klasická aktivace vs. ion parking s dipolárním waveform pro uchování fragmentů.
Hlavní výsledky a diskuse
Full length trapping zvýšilo objem pastičky o ~64 % a zkrátilo half life při 1×106 AGC až o 35 % ve srovnání s centrálním sevřením. Poloviční doba fragmentace klesá exponenciálně s rostoucí molekulovou hmotností. Ion parking efektivně minimalizuje předsdiciaci fragmentů, což při 100 ms aktivačním čase zachovává maximální sekvenční pokrytí (~22 % vs. ~10 % u karbonanhydrázy II). Sekvenční pokrytí peptidech a malých proteinů (ubiquitin, cytochrom c, insulin) ukázalo o ~20 % kratší optimální aktivační časy s full length trapping.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlejší a citlivější analýzy malých molekul a proteinů v top-down přístupu
- Zkrácený čas aktivace s lepším poměrem signál/šum
- Zachování klíčových fragmentů při delších aktivačních časech
- Využití v proteomice, metabolomice a QA/QC laboratořích
Budoucí trendy a možnosti využití
- Další zvyšování rázu UVPD zdrojů pro rychlejší fotodissociaci
- Rozšíření metod ion parking v rutinní praxi s on-line optimalizací
- Integrace s umělou inteligencí pro automatizaci nastavení a analýzu
- Hybridní přístupy kombinující UVPD s další aktivací pro širší spektrum fragmentů
Závěr
Optimalizace sevření iontů a zavedení ion parkingu na Orbitrap Fusion Lumos Tribrid výrazně zlepšuje rychlost i kvalitu UVPD analýz. Plné sevření v LPT a minimalizace nežádoucí přetransformace fragmentů přináší vyšší sekvenční krytí a efektivitu pro rozmanité analytické aplikace.
Reference
- Brodbelt JS. Ion Activation for Peptides and Proteins. Anal Chem. 2016;88(1):30-51.
- Mullen C, Weisbrod CR, Zhuk E, Huguet R, Schwartz JC. Implementation of 213 nm Ultra Violet Photo Dissociation (UVPD) on a Modified Orbitrap Fusion Lumos. ASMS. 2017.
- Huguet R, Sharma S, Mullen C, et al. UVPD as a Unique Fragmentation Tool for Complete Structure Determination and Substructure Identification of Small Molecules. ASMS. 2017.
- Fellers RT, Greer JB, Early BP, et al. ProSight Lite: Graphical software to analyze top-down mass spectrometry data. Proteomics. 2015;15(7):1235-1238.
- McLuckey SA, Reid GE, Wells JM. Ion Parking during Ion/Ion Reactions in Electrodynamic Ion Traps. Anal Chem. 2002;74(2):336-346.
- Weisbrod CR, Schwartz JC, Syka JEP. Reducing Overfragmentation in Ultraviolet Photodissociation. US Patent Appl. 2016/0358766 A1. 2016.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Implementation of 213 nm Ultra Violet Photodissociation (UVPD) on a Modified Orbitrap Fusion Lumos
2017|Thermo Fisher Scientific|Postery
Implementation of 213 nm Ultra Violet Photodissociation (UVPD) on a Modified Orbitrap Fusion Lumos Christopher Mullen1; Chad R. Weisbrod2; Eugene Zhuk1; Romain Huguet1; Jae C. Schwartz1, 1Thermo Fisher Scientific, 355 River Oaks Parkway, San Jose, CA 95134, 2National High Magnetic…
Klíčová slova
pulse, pulselaser, laseruvpd, uvpd𝑷𝑫𝑯𝑷𝑻, 𝑷𝑫𝑯𝑷𝑻apomyoglobin, apomyoglobinbeam, beamanhydrase, anhydrasecoverage, coveragecarbonic, carboniccloud, cloudion, ionsequence, sequence𝑨𝑸𝑺, 𝑨𝑸𝑺𝑷𝑫𝑳𝑷𝑻, 𝑷𝑫𝑳𝑷𝑻nsec
MSUM: NEW on Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid MS
2016|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
NEW on Thermo Scientific™ Orbitrap Fusion™ Lumos™ Tribrid™ MS Stephane Houel, Ph.D. BioPharma Vertical Marketing The world leader in serving science NEW On Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos MS in 2017 ADVANCED PEAK DETERMINATION ALGORITHM RESULTS IN SIGNIFICANT IMPROVEMENT IN…
Klíčová slova
uvpd, uvpdapd, apdcoverage, coverageunique, uniqueetd, etdexisting, existingnew, newsystems, systemstrap, traplumos, lumosoptional, optionalpeptide, peptideproteomics, proteomicsfragmentation, fragmentationdeamidated
Improved Top-Down Sequence Coverage on an Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer by Ion-Ion Proton Transfer (IIPT) Reactions Subsequent to ETD and UVPD
2018|Thermo Fisher Scientific|Postery
Improved Top-Down Sequence Coverage on an Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer by Ion-Ion Proton Transfer (IIPT) Reactions Subsequent to ETD and UVPD Christopher Mullen1, Jae C. Schwartz1, John E.P. Syka1, Lee Earley1, A. Michelle English2, Jeffrey C. Shabanowitz3, and…
Klíčová slova
coverage, coverageiipt, iiptsequence, sequencemsec, msecactivation, activationseq, seqisotopic, isotopicreactions, reactionslumos, lumosetd, etdtribrid, tribridcluster, clustercomposite, compositetop, topdown
Development and applications of a pesticide multiresidue analysis turn-key system utilizing UHPLC-Orbitrap mass spectrometry and post data processing
2017|Thermo Fisher Scientific|Postery
In-Depth Characterization of Intact Protein Standards Using HRAM Top Down Mass Spectrometry with Multiple MSMS Strategies Helene Cardasis1, Romain Huguet1, Chris Mullen1, Stephane Houel1, Luca Forneli2, Rosa Viner1, Viktorija Vitkovske1, Shanhua Lin1, Seema Sharma1, Vlad Zabrouskov1, Neil Kelleher2 1 –…
Klíčová slova
etd, etduvpd, uvpdcid, cidhcd, hcdintact, intactdissociation, dissociationrespect, respectlumos, lumosprotein, proteincharge, chargeproteins, proteinsfusion, fusionoverlapping, overlappingalgorithms, algorithmsaveragine