Maximizing sample throughput and sensitivity in nano- and capillary-LC-MS
Technické články | 2024 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Analýza proteomů pomocí nano- a kapilární LC-MS představuje zlatý standard pro hluboký průzkum proteomu díky vynikající citlivosti a chromatografickému rozlišení. Zároveň však trpí nízkou produktivitou vlivem dlouhých kroků nahrávání vzorku, migrace analytů a kroků mytí a ekvilibrace. Optimalizace tohoto procesu je klíčová pro zvýšení využití hmotnostního spektrometru a efektivnější analýzu velkých souborů vzorků v proteomice.
Cílem studie bylo představit a ověřit novou tandemovou metodu přímé injekce (TDI) využívající dva paralelní analytické sloupce a dvojici pump na systému Thermo Scientific™ Vanquish™ Neo UHPLC. Metoda má umožnit téměř nepřetržitý tok vzorku do MS, maximalizovat využití spektrometru a zkrátit dobu cyklů bez kompromisů na citlivosti a rozlišení.
Vzorky:
LC-MS setup:
Data processing:
Optimalizace metody:
Výkon proteomiky:
Nízký carryover:
Kompatibilita:
Metoda TDI:
Tandem direct injection workflow na Vanquish Neo UHPLC v kombinaci s dvojitým nanoion source a Orbitrap Exploris/Astral MS výrazně zvyšuje využití spektrometru, propustnost a citlivost LC-MS analýz, přičemž si zachovává jednoduchost ovládání a minimální carryover. Díky podpoře širokého spektra kolony a flexibilním parametrům představuje univerzální řešení pro moderní proteomické aplikace.
LC/HRMS, LC/Orbitrap, LC/MS/MS, LC/MS
ZaměřeníVýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Analýza proteomů pomocí nano- a kapilární LC-MS představuje zlatý standard pro hluboký průzkum proteomu díky vynikající citlivosti a chromatografickému rozlišení. Zároveň však trpí nízkou produktivitou vlivem dlouhých kroků nahrávání vzorku, migrace analytů a kroků mytí a ekvilibrace. Optimalizace tohoto procesu je klíčová pro zvýšení využití hmotnostního spektrometru a efektivnější analýzu velkých souborů vzorků v proteomice.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo představit a ověřit novou tandemovou metodu přímé injekce (TDI) využívající dva paralelní analytické sloupce a dvojici pump na systému Thermo Scientific™ Vanquish™ Neo UHPLC. Metoda má umožnit téměř nepřetržitý tok vzorku do MS, maximalizovat využití spektrometru a zkrátit dobu cyklů bez kompromisů na citlivosti a rozlišení.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky:
- HeLa Digest/PRTC Standard (10 µg/vial), TMTpro 18-plex značené vzorky
- Formic acid, acetonitril, isopropanol v LC/MS grade kvalitě
LC-MS setup:
- Thermo Scientific Vanquish Neo UHPLC se dvěma Binary Pump N (separační a recond pumpa)
- Vanquish Column Compartment N s dvojicí 2p-6p low-dispersion ventilů
- Sonation Double Barrel Oven pro dva paralelní nanoViper™ sloupce
- Thermo Scientific Nanospray Flex ion source s inteligentním přepínáním napětí
- Orbitrap Exploris 480 MS nebo Orbitrap Astral MS pro DDA a DIA akvizici
Data processing:
- Proteome Discoverer 3.1 se SEQUEST™ HT, INFERYS™ a CHIMERYS™
- Spectronaut 19 pro DIA data
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizace metody:
- Zvýšení MS využití z ~70 % na >90 % při 250 nL/min, 90 min gradientu na 75 µm×75 cm sloupci
- Zkrácení cyklů z 90 min na 50 min bez ztráty kvality identifikací
- Možnost průtoku 12 až 180 vzorků/den podle délky gradientu a průtoku (0,1–5 µL/min)
Výkon proteomiky:
- Deep-dive TMTpro 18-plex: >6 700 proteinových skupin v 360 min gradientu, 72 vzorků/den
- High-throughput LFQ-DDA: ~2 600 proteinových skupin z 5 ng vzorku při 36 vzorcích/den, 100 nL/min
- DIA na Orbitrap Astral: ~10 000 proteinových skupin při 96 vzorcích/den na 75 µm×20 cm sloupci
Nízký carryover:
- Automatické mycí profily (isokratický, trapezoidní, obdélníkový, trojúhelníkový)
- Carryover pod 0,01 % v TMT-DDA a ~0,006 % v LFQ-DIA metodách
Kompatibilita:
- Komernčně dostupné PepMap™ Neo kolony i uživatelské (self-packed, pulled-tip) 75 µm kolony
- Rovnoměrné výsledky mezi sloupci s minimálními rozdíly ovlivňujícími biologickou interpretaci
Přínosy a praktické využití metody
Metoda TDI:
- Vysoká propustnost a citlivost pro rozsáhlé studie proteomů
- Vhodné pro SCoPE-MS, single-cell a nízkokoncentrované vzorky
- Jednoduché nastavování a minimalizace mrtvého času MS
- Spolehlivá kvantifikace TMT a label-free přístupy
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace s umělou inteligencí pro automatickou optimalizaci metod
- Další rozvoj mikro- a nanoflow automatizace
- Propojování s celulárními a metabolomickými workflowy pro multi-omics přístupy
- Využití v klinické a průmyslové QA/QC laboratoři pro vysokoprocesní rutinní analýzy
Závěr
Tandem direct injection workflow na Vanquish Neo UHPLC v kombinaci s dvojitým nanoion source a Orbitrap Exploris/Astral MS výrazně zvyšuje využití spektrometru, propustnost a citlivost LC-MS analýz, přičemž si zachovává jednoduchost ovládání a minimální carryover. Díky podpoře širokého spektra kolony a flexibilním parametrům představuje univerzální řešení pro moderní proteomické aplikace.
Reference
- Zheng R. et al. J. Proteome Res. 2022, 21(10), 2545–2551.
- Stewart H. et al. Anal. Chem. 2023, 95(42), 15656–15664.
- Sonation GmbH. Double barrel oven pro NanoSpray Flex ES071/ES072, 2024.
- Pynn C. et al. Thermo Fisher Scientific Technical Note 72899, 2019.
- Zheng R. et al. Technical Note 73671, 2020.
- Thermo Fisher Vanquish Neo User Guide 2.0, 2024.
- Zheng R. et al. Technical Note 000138, 2021.
- Zheng R. et al. Anal. Chem. 2023, 95(51), 18673–18678.
- Budnik B. et al. Genome Biol. 2018, 19, 161.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Enhancing sample throughput for deep dive proteomics with Tandem LC
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
High-throughput LC-MS Enhancing sample throughput for deep dive proteomics with Tandem LC Runsheng Zheng1, Martin Rendl1, Alec Valenta2, Tabiwang Arrey3, Christopher Pynn1, Yuan Lin4, Maksim Daniliuk5, Ece Aydin1 Robert van Ling6, Wim Decrop1, Felix Josef7, Til Reinhardt3, Nagarjuna Nagaraj7, Andreas…
Klíčová slova
tdi, tdiworkflow, workflowthroughput, throughputtandem, tandemfossiliontech, fossiliontechvanquish, vanquishmicrotight, microtightdive, divedda, ddadirect, directutilization, utilizationchimerys, chimerysnano, nanotmt, tmtnode
High-sensitivity low-nano flow LC-MS methods for high-throughput sample-limited proteomics
2023|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Technical note | 001939 Proteomics High-sensitivity low-nano flow LC-MS methods for high-throughput sample-limited proteomics Authors Goal Runsheng Zheng, Alec Valenta, Demonstrate high-throughput and high-sensitivity nano-flow LC-MS methods using a Christopher Pynn, Ece Aydin, 50 μm i.d. column operated at 100…
Klíčová slova
wash, washdda, ddadia, diafaims, faimswindow, windowouter, outerthermo, thermoneo, neomode, modeagc, agcvanquish, vanquishliquid, liquidjunction, junctionscientific, scientificmin
Novel tandem nano and capillary flow LC-MS-based approach for facile 24/7 proteome profiling with near 100% MS utilization
2023|Thermo Fisher Scientific|Postery
Low-Flow Tandem LC-MS Novel tandem nano and capillary flow LC-MS-based approach for facile 24/7 proteome profiling with near 100% MS utilization Runsheng Zheng1, Martin Rendl1, Ece Aydin1, Christopher Pynn1, Alec C Valenta2, Andrius Žilionis3, Robert Van Ling4, Georg Völkle5, Wim…
Klíčová slova
tandem, tandemdirect, directworkflow, workflowseparation, separationbarrel, barrelinjection, injectionpump, pumpcolumn, columnneo, neodouble, doublevanquish, vanquishcolumns, columnsloading, loadingnano, nanohram
A tandem capillary and micro-flow LC workflow for high-throughput quantitative proteomics at near 100% mass spectrometer utilization
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
Poster # P-II-0441 High-throughput LC-MS A tandem capillary and micro-flow LC workflow for high-throughput quantitative proteomics at near 100% mass spectrometer utilization Runsheng Zheng1, Martin Rendl1, Christopher Pynn1, Alec Valenta2, Ece Aydin1, Maksim Daniliuk3, Robert van Ling4, Wim Decrop1, Martin…
Klíčová slova
pepmap, pepmapneo, neothroughput, throughputintercolumn, intercolumnworkflow, workflowcarryover, carryovercolumn, columnvanquish, vanquishtdi, tditandem, tandemchimerys, chimerysmicro, microflow, flowextended, extendedthermo