Evosep One solves the proteomics dilemma - covering high throughput analysis and proteome depth

Význam tématu

Proteomika založená na hmotnostní spektrometrii představuje klíčovou metodu pro analýzu bílkovin v biomedicíně a klinickém výzkumu. Díky pokroku v přesnosti, rychlosti skenování a citlivosti MS přístrojů je možné rychle zpracovat velký počet vzorků a současně dosáhnout hloubkového pokrytí proteomu. Evosep One řeší dilema mezi vysokou propustností a detailním pokrytím, což je zásadní pro náročné aplikace jako screening biomarkerů a rutinní laboratorní analýzy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat schopnost systému Evosep One poskytovat metody s různou rychlostí analýzy (30–500 vzorků za den) a vysokou robustností. Autor se zaměřuje na:

• Porovnání šesti standardních gradientových metod
• Vyhodnocení časové efektivity a robustnosti při stovkách až tisících injekcí
• Hodnocení chromatografického rozlišení a hloubky proteomické analýzy

Použitá metodika a instrumentace

Analytické workflow zahrnovalo:

• Proteinové digesty z HeLa buněk připravené metodou PAC (Protein Aggregation Capture)
• NanoLC systém Evosep One s šesti standardními gradientovými metodami (30–500 vzorků za den)
• Trap column (Evotips) pro vzorkovou přípravu a gradientové smyčky pro přeformování gradientu
• Analytické kolony EV1107, EV1109, EV1137 podle zvolené metody
• Mass spektrometr timsTOF Pro 2 (Bruker) v režimu dia-PASEF
• Software DIA-NN (verze 1.8.1) v režimu library-free s MBR proti UniProt human proteomu

Hlavní výsledky a diskuse

• Minimální režie mezi injekcemi: paralelní příprava gradientu a mytí s režijním časem 0,7–4 minut zajišťuje vysoké využití MS přístroje
• Chromatografické rozlišení: krátké gradienty poskytují vysokou kapacitu špiček na minutu gradientu bez výrazné ztráty kvality
• Proteomická hloubka: 2 131 prekursorů při 500 SPD až >70 000 při 30 SPD; počet proteinových skupin se pohybuje od ~2 000 do >7 300
• Reprodukovatelnost: mediánové CV ≤10 % pro všechny metody a <5 % pro nejdelší (30 SPD), což dokládá robustnost
• Optimalizace poměru rychlosti a pokrytí: střední metody (200–300 SPD) nabízejí kompromis mezi počtem vzorků a hloubkou analýzy

Přínosy a praktické využití metody

Díky Evosep One mohou laboratoře:

• Nasazovat vysokopropustné screeningové workflow s minimální údržbou
• Zvolit si metodu podle požadavků na denní kapacitu vzorků a proteomické pokrytí
• Zvýšit využití MS přístroje díky nízkým režijním časům mezi analýzami
• Dosahovat spolehlivých výsledků s nízkou variabilitou i při rozsáhlých sadách vzorků

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace přípravy vzorků a integrace s robotickými platformami pro další zvýšení throughputu
• Povrchně frakcionované analýzy pro hlubší mapování proteomu při zachování krátkého času analýzy
• Vývoj rychlejších a citlivějších MS detektorů optimalizovaných pro ultra-rychlé gradienty
• Implementace strojového učení pro predikci optimálních metod a dynamické nastavování chromatografických podmínek

Závěr

Evosep One představuje flexibilní platformu pro proteomické analýzy s variabilní propustností 30–500 vzorků za den. Díky robustní chromatografii, minimálním režijním časům a vyspělému MS přístroji dosáhneme optimálního poměru mezi rychlostí a hloubkou analýzy, což otevírá nové možnosti pro rutinní laboratoře, klinické studie i rozsáhlé screeningové aplikace.

Reference

• Application Note AN-011B, Evosep One Proteomics Workflow, 2023