Simultaneous Detection of Respiratory Infectious Diseases using Immunoprecipitation and Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

Význam tématu

Rychlá a spolehlivá detekce dýchacích virových infekcí je klíčová pro včasnou diagnostiku, kontrolu šíření chorob a rozhodování v klinické praxi. Metody, které umožňují simultánní sledování více patogenů v jednom běhu, významně zkracují čas analýzy, minimalizují spotřebu vzorku a podporují zvýšení kapacity laboratoře.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a optimalizovat cílený LC-MS/MS přístup kombinující imunoprecipitaci (IP) a SRM (selected reaction monitoring) pro současné monitorování pěti vybraných respiračních virových agens: SARS-CoV-2, influenzy A a B, respiratory syncytiální virus (RSV) a lidský koronavirus HCoV-229E. Studie se zaměřila na zkrácení doby přípravy vzorku, zjednodušení workflow a dosažení citlivosti v řádu fmol.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky odebrané v transportním médiu byly obohaceny o panel biotinylovaných protilátek, navázání proběhlo na streptavidinových magnetických perličkách. Na-perličková trypsinová digesce probíhala za použití SMART Digest Trypsin Kit. Chromatografická separace byla realizována na systému Vanquish MD HPLC s kolonkou Hypersil GOLD C18 (2.1×50 mm, 1.9 µm). Detekce SRM byla provedena na hmotovém spektrometru TSQ Altis MD s H-ESI ionizací. Data zpracována v softwaru TraceFinder LDT 1.0.

• Imunoprecipitace: Thermo Scientific Pierce MS-Compatible IP Kit (Streptavidin)
• Digestion: SMART Digest Trypsin Kits
• Chromatografie: Vanquish MD HPLC, Hypersil GOLD C18 kolona
• Detekce: TSQ Altis MD mass spectrometer, SRM
• Software: TraceFinder LDT 1.0

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila současné monitorování 12 cílových peptidů (2–3 peptidy na virus) s limity kvantifikace (LOQ) v rozmezí 0,05–1 fmol na sloupci a lineárními rozsahy až do 100 fmol, R2 > 0,99. Celková doba přípravy vzorku byla zkrácena na méně než 1 hodinu, doba LC-MS běhu činila 5 minut. Imunoprecipitace zajistila čistý a MS-kompatibilní matrix, čímž se vyhnulo ukládání proteinové precipitace a dalších časově náročných čistících kroků.

Přínosy a praktické využití metody

Zavedení této metody umožňuje rychlé zpracování velkého množství vzorků, spolehlivou kvantifikaci virových antigenů a optimalizaci laboratorní kapacity. Metoda je vhodná pro klinické a výzkumné laboratoře, stejně jako pro QA/QC a farmaceutický průmysl, kde je důležitá vysoká průchodnost a přesnost.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření pracovní postupů směrem k plné automatizaci (např. integrace systému KingFisher), rozšíření panelu detekovaných patogenů včetně nově se objevujících virů, integrace s laboratorními informačními systémy (LIMS) a využití pokročilých přístupů strojového učení pro analýzu komplexních dat.

Závěr

Optimalizovaná kombinace imunoprecipitace a SRM-LC-MS/MS představuje robustní a rychlou metodu pro simultánní detekci hlavních respiračních virových patogenů. Výrazné zkrácení doby přípravy a analýzy zvyšuje průchodnost a podporuje včasné rozhodování v diagnostice.

Reference

• Song Y.E., Gibson R.J., Samra S.N. Simultaneous Detection of Respiratory Infectious Diseases using Immunoprecipitation and LC-MS/MS. Thermo Fisher Scientific, 2023.