MSUM: NEW on Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid MS

Význam tématu

V dnešní analytické chemii je klíčová schopnost hloubkové analýzy komplexních biologických a farmaceutických vzorků. Moderní hmotnostní spektrometrie vyžaduje nové algoritmy a způsoby fragmentace, které zvýší počet detekovaných a identifikovaných molekul, zkrátí dobu analýzy a umožní rozlišení izobarických i vysoce nabitých aduktů.

Cíle a přehled studie / článku

Tento dokument představuje implementaci tří významných inovací v přístroji Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos MS: pokročilý algoritmus Advanced Peak Determination (APD), vysokofrekvenční laserem indukovaná fotodissociace UVPD a ultra-vysoké rozlišení 1M v Orbitrap analyzátoru. Byla hodnocena účinnost těchto metod v proteomických experimentech, analýze intact proteinů, peptidových mapách a lipidové fluxomice.

Použitá metodika a instrumentace

• Orbitrap Fusion Lumos MS vybavený APD algoritmem pro optimalizované stanovování monoisotopických i nabitých stavů
• UVPD modul (213 nm laser, 2,5 kHz, >1,2 µJ/pulz) integrovaný v lineární iontové pastičce
• Orbitrap analyzátor s rozlišením 1 000 000 při m/z 200 (2 s transient)
• Thermo Scientific Vanquish UHPLC s Accucore Vanquish C18+ kolónou (2,1 × 150 mm, 1,5 µm)
• BioPharma Finder™ software pro zpracování a vizualizaci dat
• Standardní vzorky: HeLa peptidický digest, NISTmAb, Rituximab

Hlavní výsledky a diskuse

• APD zvýšil počet jedinečných peptidů o 25–35 % a zkrátil dobu LC-MS/MS analýzy z 2 h na 1 h při testu s 1 µg HeLa digesta.
• On-the-fly přiřazení nabitých stavů intact proteinů umožnilo sofistikované top-down experimenty se selektivní fragmentací jednoho náboje na precursoru.
• Ultra-vysoké rozlišení 1 M rozlišilo izobarické formy deamidovaných peptidů (∆m/z ≈ 0,0095) s přesností < 1 ppm a zlepšilo kvantitativní analýzu nízkoobsahových variant.
• UVPD poskytuje unikátní rozsáhlé fragmenty v top-down i middle-down experimentech: u intact IgG dosahuje až 30 % sekvenčního pokrytí v jednom běhu (v kombinaci s ETD až 43 %), u Fc/2 fragmentu až 61,2 % oproti 59,8 % při ETD.

Přínosy a praktické využití metody

Vyšší citlivost a rychlost identifikací peptidů a proteinů v proteomice, přesná charakterizace post-translačních modifikací, rozlišení a kvantifikace izobarických molekul, komplexní sekvenční analýza intact proteinů a podpora lipidové fluxomiky.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření APD pro small-molecule metabolomiku a lipidomiku
• Další optimalizace UVPD pro detailní charakterizaci lipidů, metabolitů a xenobiotik
• Integrace vysokorozlišovacích dat s pokročilou analýzou strojovým učením a AI
• Zvýšení automatizace, throughputu a aplikace v QA/QC biofarmaceutických procesů

Závěr

Implementace APD, UVPD a ultra-vysokého rozlišení 1 M výrazně rozšiřuje analytické schopnosti Orbitrap Fusion Lumos MS. Tyto inovace přinášejí hlubší a rychlejší analýzy, lepší rozlišení izobarických molekul a komplexní sekvenční charakterizaci intact proteinů a lipidů, což podporuje široké spektrum aplikací v proteomice, biopharmě a metabolomice.

Reference