LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Ascend Tribrid mass spectrometer for accurate label-free quantitation

Technické články | 2024 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/MS, LC/Orbitrap
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Souhrn

Význam tématu


Quantitativní proteomika je nezbytná pro pochopení globálních změn v proteinových expresích a mechanismů biologických procesů či onemocnění. Metoda bezznačkového kvantitativního měření (LFQ) s akvizicí nezávislou na datech (DIA) dokáže omezit problém chybějících hodnot a zlepšit přesnost v rozsáhlých souborech vzorků. Optimalizovaný workflow na Orbitrap Ascend Tribrid hmotnostním spektrometru umožňuje vyvážit citlivost, rychlost analýzy a rozlišovací schopnost pro aplikace od základního výzkumu po klinické studie.

Cíle a přehled studie


Cílem bylo vyvinout a otestovat end-to-end workflow pro label-free kvantifikaci proteinů pomocí data-independent acquisition na Orbitrap Ascend Tribrid MS ve spojení s Vanquish Neo UHPLC a μPAC Neo HPLC kolonou. Testovány byly tři délky aktivního gradientu (60, 30 a 9 minut) na standardním HeLa peptidickém digestu a na modelu tří-proteomové směsi (lidské, kvasinkové a E. coli peptide). Studie zahrnovala porovnání výkonu s a bez FAIMS Pro, různé vzorkovací hmotnosti a benchmarkování tří softwarových řešení: Spectronaut 18, Proteome Discoverer s CHIMERYS a DIA-NN.

Použitá metodika a instrumentace


Workflow zahrnovalo automatizovanou přípravu vzorků platformou AccelerOme, chromatografickou separaci na Vanquish Neo UHPLC s 50 cm μPAC Neo kolonu při průtoku 350 nL/min a tři rychlosti gradientu: 9, 30, 60 minut. Spektrální akvizice probíhá na Orbitrap Ascend Tribrid za použití FAIMS Pro pro snížení rušivých iontů. Data byla zpracována metodou library-free přímé analýzy (Spectronaut directDIA, DIA-NN) a inteligentním vyhledávacím algoritmem CHIMERYS v Proteome Discoverer.

Použitá instrumentace

  • Thermo Scientific Orbitrap Ascend Tribrid MS s FAIMS Pro
  • Thermo Scientific Vanquish Neo UHPLC systém
  • μPAC Neo HPLC kolona, 50 cm, 180 μm bed width
  • Thermo Scientific EASY-Spray nano iontový zdroj
  • AccelerOme automatizovaná platforma pro přípravu vzorků

Hlavní výsledky a diskuse


FAIMS Pro zvýšila počet identifikovaných proteinů o ~5 % při zachování vysoké citlivosti. Při 30min gradientu bylo identifikováno přes 7 000 proteinů s CV ~5 %. Pro 60min gradient se dosáhlo až 7 800 proteinů s CV ~4 %. Ultra-rychlý 9min gradient nabídl dvě varianty: Max ID (~5 400 proteinů) a Max Quan (CV ~6 %). Zvýšení vstupní hmotnosti na 500 ng HeLa vedlo k >8 100 proteinům na 60min metodě. Tří-proteomová směs potvrdila vynikající kvantitativní přesnost (mediány poměrů velmi blízké teoretickým hodnotám) a hluboké pokrytí (>11 000 proteinových skupin v 60min gradientu). Srovnání softwaru ukázalo, že Spectronaut, CHIMERYS a DIA-NN produkují 8 200–10 600 proteinů při 30min a 9 600–11 000 proteinů při 60min analýze. Použití library-based vyhledávání v DIA-NN přineslo dodatečný nárůst identifikací o 3–10 %, zejména u kratších gradientů.

Přínosy a praktické využití metody


Optimalizovaný Velocity LFQ DIA workflow nabízí vysokou proteomickou hloubku, vynikající kvantitativní přesnost a adaptabilitu na různé throughputy. Metoda je vhodná pro velké kohortní studie, objev biomarkerů či průmyslové QA/QC procesy, kde je požadována kombinace robustnosti, reproducibility a rychlosti analýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití


Dalším směrem je rozšíření library-free přístupů s využitím strojového učení, zkracování gradientů pro vysokopropustné screeningy, aplikace ve studiu jednotlivých buněk a širší implementace v klinických laboratořích. Integrace pokročilých datových analytických nástrojů a další zvyšování citlivosti MS přístrojů umožní odhalit dosud nesledované biologické signály.

Závěr


Vyvinutý Velocity LFQ DIA workflow na Orbitrap Ascend Tribrid MS poskytuje vyváženou kombinaci hloubky proteomu, přesnosti kvantifikace a flexibility throughputu. Robustní nastavení se ukázalo jako vhodné pro různé typy vzorků a experimentálních designů, což podporuje jeho využití napříč akademickým i průmyslovým sektorem.

Reference

  1. Stadlmann J., Hudecz O., Krššáková G. et al. Improved Sensitivity in Low-Input Proteomics Using Micropillar Array-Based Chromatography. Anal. Chem. 2019;91(22):14203–14207.
  2. Thermo Scientific Technical Note TN1251: High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow for accurate label-free quantitation.
  3. Demichev V., Messner C.B., Vernardis S.I. et al. DIA-NN: neural networks and interference correction enable deep proteome coverage in high throughput. Nat. Methods 2020;1:41–44.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Ascend Tribrid mass spectrometer for accurate label-free quantitation
LFQ-DIA High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Ascend 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) GmbH,…
Klíčová slova
dia, diafaims, faimsascend, ascendproteome, proteomespectronaut, spectronautworkflow, workflowvelocity, velocitychimerys, chimerysorbitrap, orbitrapthermo, thermoquantitation, quantitationcoverage, coveragetribrid, tribriddiscoverer, discovererprotein
High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Ascend MultiOmics Tribrid mass spectrometer for accurate label-free quantitation
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
High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Exploris 480 mass spectrometer for accurate label-free quantitation
LFQ-DIA High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Exploris 480 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) GmbH,…
Klíčová slova
dia, diafaims, faimsproteome, proteomespectronaut, spectronautchimerys, chimerysworkflow, workflowvelocity, velocitythermo, thermodiscoverer, discovererprotein, proteinindependent, independentaccelerome, acceleromequantitation, quantitationlfq, lfqscientific
High-throughput high-resolution data-independent acquisition workflow on an Orbitrap Exploris 480 mass spectrometer for accurate label-free quantitation
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
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.