High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow for accurate label-free quantitation
Technické články | 2023 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Quantitativní proteomika bez značení (label-free) umožňuje přesné stanovení koncentrací tisíců proteinů v komplexních biologických vzorcích. Využití datově nezávislé akvizice (DIA) přináší vysokou reprodukovatelnost mezi běhy a minimalizuje problém chybějících hodnot. Optimalizace pracovního postupu pro vysokou propustnost a robustnost je klíčová zejména pro velké kohortní a klinické studie.
Hlavním cílem bylo ověřit kvalitativní a kvantitativní parametry LFQ pomocí optimalizované DIA metody na Orbitrap Exploris 240 a krátké 30 minutové gradientní separaci na micropillar array chromatografii. Studie zahrnuje analýzu dvou- a tříproteomických směsí modelujících biologické variace.
Vzorky HeLa, E. coli a kvasinkového proteomického standardu byly smíchány v definovaných poměrech. Separace probíhala na Vanquish Neo UHPLC systému s μPAC Neo kolonou (50 cm) a EASY-Spray nano nosičem. Hmotnostní spektrometr Orbitrap Exploris 240 pracoval v režimu DIA s 30 minutovým gradientem a 12 m/z izolačními okny. Data se vyhodnocovala pomocí Spectronaut verzí 16 a 17 a alternativně pomocí open source DIA-NN.
Analýza dvou-proteomové směsi potvrdila vysokou kvantitační přesnost a preciznost s mediány blízko teoretických poměrů a koeficienty variability pod 10 %. Ve tříproteomové mši byly přesně stanoveny poměry lidských, bakteriálních a kvasinkových proteinů s vynikající separací a linearitou dat. Robusnost celého pracovního postupu byla demonstrována stabilními počty identifikací přes 500 hodin akvizice bez významného úbytku. Přechod na directDIA+ ve Spectronaut 17 přinesl až 30 % více prekurzorů a 5 % více proteinových skupin oproti předchozí verzi a DIA-NN.
Další posun lze očekávat v oblasti strojového učení pro predikci spektrálních knihoven, zkrácení analýzních časů a integraci metody do klinických a personalizovaných biomarkerových studií. Rozvoj open source softwaru a automatizace zpracování dat podpoří širší adopci DIA bez knihoven.
Optimalizovaný HR-DIA pracovní postup na Orbitrap Exploris 240 spojený s micropillar array chromatografií splňuje nároky na přesnost, preciznost, robustnost a propustnost pro rozsáhlé kvantitativní proteomické studie bez značení. Library-free přístupy výrazně zjednodušují a zrychlují analýzy aniž by se snížila kvalita výsledků.
1. Stadlmann J, Hudecz O, Krššáková G et al Improved Sensitivity in Low-Input Proteomics Using Micropillar Array-Based Chromatography Anal Chem 91(22) 14203–14207 2019
2. Demichev V, Messner CB, Vernardis SI et al DIA-NN neural networks and interference correction enable deep proteome coverage in high throughput Nat Methods 17 41–44 2020
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Quantitativní proteomika bez značení (label-free) umožňuje přesné stanovení koncentrací tisíců proteinů v komplexních biologických vzorcích. Využití datově nezávislé akvizice (DIA) přináší vysokou reprodukovatelnost mezi běhy a minimalizuje problém chybějících hodnot. Optimalizace pracovního postupu pro vysokou propustnost a robustnost je klíčová zejména pro velké kohortní a klinické studie.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem bylo ověřit kvalitativní a kvantitativní parametry LFQ pomocí optimalizované DIA metody na Orbitrap Exploris 240 a krátké 30 minutové gradientní separaci na micropillar array chromatografii. Studie zahrnuje analýzu dvou- a tříproteomických směsí modelujících biologické variace.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky HeLa, E. coli a kvasinkového proteomického standardu byly smíchány v definovaných poměrech. Separace probíhala na Vanquish Neo UHPLC systému s μPAC Neo kolonou (50 cm) a EASY-Spray nano nosičem. Hmotnostní spektrometr Orbitrap Exploris 240 pracoval v režimu DIA s 30 minutovým gradientem a 12 m/z izolačními okny. Data se vyhodnocovala pomocí Spectronaut verzí 16 a 17 a alternativně pomocí open source DIA-NN.
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza dvou-proteomové směsi potvrdila vysokou kvantitační přesnost a preciznost s mediány blízko teoretických poměrů a koeficienty variability pod 10 %. Ve tříproteomové mši byly přesně stanoveny poměry lidských, bakteriálních a kvasinkových proteinů s vynikající separací a linearitou dat. Robusnost celého pracovního postupu byla demonstrována stabilními počty identifikací přes 500 hodin akvizice bez významného úbytku. Přechod na directDIA+ ve Spectronaut 17 přinesl až 30 % více prekurzorů a 5 % více proteinových skupin oproti předchozí verzi a DIA-NN.
Přínosy a praktické využití metody
- Vysoká propustnost díky 30 minutové separaci umožňuje analýzu stovek vzorků týdně
- Label-free DIA poskytuje konzistentní kvantitativní výsledky bez nutnosti časově náročné přípravy spektrální knihovny
- Robustní chromatografie a stabilní Orbitrap Exploris 240 podporují dlouhodobé monitoringové studie
Budoucí trendy a možnosti využití
Další posun lze očekávat v oblasti strojového učení pro predikci spektrálních knihoven, zkrácení analýzních časů a integraci metody do klinických a personalizovaných biomarkerových studií. Rozvoj open source softwaru a automatizace zpracování dat podpoří širší adopci DIA bez knihoven.
Závěr
Optimalizovaný HR-DIA pracovní postup na Orbitrap Exploris 240 spojený s micropillar array chromatografií splňuje nároky na přesnost, preciznost, robustnost a propustnost pro rozsáhlé kvantitativní proteomické studie bez značení. Library-free přístupy výrazně zjednodušují a zrychlují analýzy aniž by se snížila kvalita výsledků.
Reference
1. Stadlmann J, Hudecz O, Krššáková G et al Improved Sensitivity in Low-Input Proteomics Using Micropillar Array-Based Chromatography Anal Chem 91(22) 14203–14207 2019
2. Demichev V, Messner CB, Vernardis SI et al DIA-NN neural networks and interference correction enable deep proteome coverage in high throughput Nat Methods 17 41–44 2020
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Ascend Tribrid mass spectrometer for accurate label-free quantitation
2024|Thermo Fisher Scientific|Technické články
Technical note | 002616 Omics High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Ascend Tribrid mass spectrometer for accurate label-free quantitation Goal Authors Kevin Yang , Julia Kraegenbring , To develop and assess qualitative and quantitative performance of label-free Julian…
Klíčová slova
faims, faimsproteome, proteomeascend, ascenddia, diaorbitrap, orbitraptribrid, tribridneo, neolfq, lfqequilibration, equilibrationchimerys, chimeryswindow, windowworkflow, workflowhela, helaspectronaut, spectronautprotein
Unleashing the power of DIA acquisition on an Orbitrap Exploris 240 mass spectrometer – precise and accurate quantitation at 260 SPD
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Technical note | 002688 Proteomics Unleashing the power of DIA acquisition on an Orbitrap Exploris 240 mass spectrometer – precise and accurate quantitation at 260 SPD Goal Authors Dominic G. Hoch , Riccardo Stucchi , Assessing and demonstrating the qualitative…
Klíčová slova
dia, dianeo, neoprotein, proteinpressurecontrol, pressurecontrolthroughput, throughputperformance, performanceworkflow, workflowdigest, digestvanquish, vanquishids, idsloading, loadingμpac, μpachigh, highproteome, proteomepeptide
High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Exploris 480 mass spectrometer for accurate label-free quantitation 
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
P-I-0109 High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Exploris 480 mass spectrometer for accurate label-free quantitation Kevin Yang1, Julia Kraegenbring2, Julian Saba3, Maciej Bromirski4 and Amirmansoor Hakimi1 1Thermo Fisher Scientific, San Jose, California, USA, 2Thermo Fisher Scientific, (Bremen) GmbH,…
Klíčová slova
faims, faimsdia, diaproteome, proteomespectronaut, spectronautthermo, thermoneo, neodiscoverer, discovererscientific, scientificchimerys, chimerysprotein, proteinquantitation, quantitationvelocity, velocitycoverage, coveragedata, datathroughput
High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Ascend MultiOmics Tribrid mass spectrometer for accurate label-free quantitation
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
P-I-0146 High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Ascend MultiOmics Tribrid mass spectrometer for accurate label-free quantitation Kevin Yang1, Julia Kraegenbring2, Jingjing Huang1, Julian Saba3, and Amirmansoor Hakimi1 1Thermo Fisher Scientific, San Jose, California, USA, 2Thermo Fisher Scientific, (Bremen)…
Klíčová slova
faims, faimsdia, diaproteome, proteomeascend, ascendorbitrap, orbitrapspectronaut, spectronauttribrid, tribridthermo, thermoscientific, scientificvelocity, velocitydiscoverer, discovererquantitation, quantitationchimerys, chimerysprotein, proteinworkflow