Standardized, fully automated neat plasma and Mag-Net enrichment workflows enabled by the Evotip Pure

Význam tématu

Rostoucí potřeba vysokoprocesních a standardizovaných postupů v proteomice a klinických aplikací vyžaduje spolehlivé automatizované řešení pro přípravu vzorků plazmy i buněčných lyzátů. Modularita, reprodukovatelnost a minimalizace vzorkových ztrát jsou klíčové pro analýzu velkých kohort a pro zachování integrity citlivých vzorků.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce je představit čtyři plně automatizované pracovní postupy pro Biomek i5 Liquid Handler v kombinaci s technologií Evotip Pure. Každý z postupů je navržen pro specifické typy vzorků: neat plasma, Mag Net obohacení membránových částic, PAC rozklad a univerzální clean up a skladování peptidů před LC MS analýzou. Studie demonstruje výkonnost, škálovatelnost a reprodukovatelnost pro zpracování až 576 vzorků paralelně.

Použitá metodika a instrumentace

• Liquid handler Biomek i5 pro plně automatizované manipulace s dekory, dávkování reagencií a přenos peptidů
• Evotip Pure pro automatizované nanášení, desalting a skladování peptidů
• Protosealing adapter pro bezkontaktní uzavření vzorku během přípravy
• PAC digestion workflow s použitím magnetických kuliček pro agregaci proteinů a on bead trypsinový a Lys C rozklad
• Neat plasma workflow pro přímé zpracování 1 µl plazmy
• Mag Net workflow pro obohacení membránových částic z 4 µl plazmy
• LC MS analýza na platformě timsTOF HT se standardní metodou 200 SPD

Hlavní výsledky a diskuse

• Automatizované zpracování 576 vzorků během 47 hodin s průměrnou dobou pod 2 minuty na vzorek
• Vysoká reprodukovatelnost: Pearsonova korelace mezi deskami > 0,9 a minimální carry over či kontaminace v blank vzorcích
• PAC workflow umožnilo identifikaci průměrně 3500 proteinů z 1 µg HeLa lysátu s konzistentní účinností rozkladu nad 85 %
• Neat plasma workflow odhalilo více než 500 unikátních proteinů z 1 µl plazmy
• Mag Net obohacení vedlo k identifikaci 2700 proteinů s dynamickým rozsahem vhodným pro biomarkerové aplikace a nízkou variabilitou méně než 20 % CV

Přínosy a praktické využití metody

• Modularita umožňuje rychlou adaptaci na různé typy vzorků v klinickém i výzkumném prostředí
• Díky plné automatizaci a on line Evotip nanášení se minimalizují ztráty a variabilita vzorků
• Snadná integrace do rutinních procesů při analýze plazmy i komplexních biologických materiálů
• Možnost simultánního zpracování stovek vzorků s vysokou datovou kvalitou a reprodukovatelností

Budoucí trendy a možnosti využití

Automatizace a miniaturizace pracovních postupů bude hrát klíčovou roli v rozvoji vysoce propustných proteomických platforem. Další vývoj může zahrnovat plnou integraci s datovými analýzami v reálném čase a adaptivní workflows pro cílenou kvantifikaci biomarkerů. Kombinace nových obohacovacích technik s umělou inteligencí a strojovým učením přinese nové možnosti v rychlé detekci a validaci klinicky relevantních signálů.

Závěr

Předložené čtyři plně automatizované pracovní postupy na platformě Biomek i5 s technologií Evotip Pure poskytují univerzální, vysoce škálovatelné a reprodukovatelné řešení pro přípravu vzorků v proteomice. Výsledky ukazují robustní výkon při analýze buněčných a plazmatických vzorků s minimální variabilitou a vysokým proteomickým pokrytím. Tato metodika představuje významný krok směrem k rutinním vysokoobjemovým biomarkerovým studiím.

Reference

1. Batth TS Tollenaere M Ruther P Gonzalez Franquesa A Prabhakar BS Bekker Jensen S Deshmukh AS Olsen JV Protein Aggregation Capture on Microparticles Enables Multipurpose Proteomics Sample Preparation Mol Cell Proteomics 2019 mcp TIR118 001270
2. Wu CC Tsantilas KA Park J Plubell D Naicker P Govender I Buthelezi S Stoychev S Jordaan J Merrihew G Huang E Parker ED Riffle M Hoofnagle AN MacCoss MJ Mag Net Rapid enrichment of membrane bound particles enables high coverage quantitative analysis of the plasma proteome bioRxiv 2023