Enhancing detection of hemoglobin variants in clinical research using dried blood spot and high-resolution accurate mass (HRAM) Orbitrap mass spectrometry
Aplikace | 2024 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Hematologické poruchy jako hemoglobinopatie a talasémie představují významnou zdravotní zátěž. Spolehlivá detekce a kvantifikace variant hemoglobinu je klíčová pro diagnostiku a monitorování nemocí jako srpkovitá anémie a další hemoglobinové dysfunkce. Metoda kombinující DBS (dried blood spots) a HRAM Orbitrap hmotnostní spektrometrie nabízí rychlý, automatizovatelný a vysoce citlivý přístup s minimální přípravou vzorku.
Cílem studie bylo vyvinout top-down LC-MS workflow pro identifikaci a kvantifikaci variant hemoglobinu přímo z DBS. Využití Orbitrap Exploris 240 umožňuje vysoké rozlišení pro rozlišení blízkých hmotností variant a propojení identifikace (ProSightPD) s kvantifikací (TraceFinder) v jednom běhu.
Top-down LC-MS s Orbitrap Exploris 240 a DBS představuje rychlý, robustní a citlivý přístup pro identifikaci a kvantifikaci hemoglobinových variant. Metoda podporuje vysoce propustné zpracování vzorků a přesné rozlišení i velmi podobných forem hemoglobinu, což zefektivňuje diagnostiku a výzkum hemoglobinopatií.
LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap, LC/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Hematologické poruchy jako hemoglobinopatie a talasémie představují významnou zdravotní zátěž. Spolehlivá detekce a kvantifikace variant hemoglobinu je klíčová pro diagnostiku a monitorování nemocí jako srpkovitá anémie a další hemoglobinové dysfunkce. Metoda kombinující DBS (dried blood spots) a HRAM Orbitrap hmotnostní spektrometrie nabízí rychlý, automatizovatelný a vysoce citlivý přístup s minimální přípravou vzorku.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyvinout top-down LC-MS workflow pro identifikaci a kvantifikaci variant hemoglobinu přímo z DBS. Využití Orbitrap Exploris 240 umožňuje vysoké rozlišení pro rozlišení blízkých hmotností variant a propojení identifikace (ProSightPD) s kvantifikací (TraceFinder) v jednom běhu.
Použitá metodika
- Příprava vzorku: 10 µL DBS vzorku, extrakce vodou, srážení acetonitrilem, příprava na 96-jamkovou destičku (<1 hodina).
- Chromatografie: Vanquish Flex UHPLC, kolona MAbPac RP 1×100 mm, 4 µm; gradient formiát/acetonitril/voda/isopropanol, průtok 0,12 mL/min, teplota 80 °C.
- Hmotnostní spektrometrie: Orbitrap Exploris 240 s BioPharma volbou; H-ESI, pozitivní ionizace, rozlišení 120 000 (m/z 200); scan range 500–3000 m/z (intaktní hmotnosti), 780–920 m/z (cílená analýza).
- Datová analýza: ProSightPD pro top-down sekvenování a identifikaci mutací; TraceFinder pro extrakci spekter a kvantifikaci pomocí nejintenzivnějších izotopových iontů z nábojových stavů +18 a +19.
Použitá instrumentace
- UHPLC: Thermo Scientific Vanquish Flex
- Kolona: MAbPac RP 1×100 mm, 4 µm
- MS: Thermo Scientific Orbitrap Exploris 240 s BioPharma volbou
- Software: Thermo Scientific ProSightPD, Thermo Scientific TraceFinder 5.1
Hlavní výsledky a diskuse
- Intaktní hmotnostní rozdíl mezi normální β a mutantní β (Hb S) činí 30 Da (~1,6 m/z při +19), plně separovatelný při rozlišení 120 000.
- Detekována čtyři řetězce hemoglobinu (α, β, δ, S-β) s >40% sekvenčním pokrytím β řetězců; δ řetězec potvrzuje citlivost metody i na nízkoabundantní varianty.
- Lineární kvantifikace Hb S v rozsahu 2,5–100 mg/mL, LOD 1 mg/mL, LOQ 2,5 mg/mL, koeficient lineárity R2 > 0,99.
- Mezidenní přesnost a opakovatelnost během 3 dní byla dobrá (RSD < 8 %, většina měření < 5 %).
Přínosy a praktické využití metody
- Minimalizace přípravy vzorku a vysoká propustnost (96-jamkový formát) vhodné pro masový skríning.
- Vysoké rozlišení Orbitrap MS umožňuje rozlišení izobarických variant bez komplikovaných chromatografických úprav.
- Integrovaná identifikace a kvantifikace v jediném LC-MS běhu zkracuje dobu odezvy v klinickém výzkumu.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření databáze cSNP pro detekci nových a vzácných hemoglobinových variant.
- Automatizace přípravy DBS a datového zpracování pro rutinní klinickou diagnostiku.
- Aplikace metody na další proteinové biomarkery v DBS a měření post-translačních modifikací hemoglobinu.
Závěr
Top-down LC-MS s Orbitrap Exploris 240 a DBS představuje rychlý, robustní a citlivý přístup pro identifikaci a kvantifikaci hemoglobinových variant. Metoda podporuje vysoce propustné zpracování vzorků a přesné rozlišení i velmi podobných forem hemoglobinu, což zefektivňuje diagnostiku a výzkum hemoglobinopatií.
Reference
- Bain BJ. Haemoglobinopathy Diagnosis. 2nd ed. Haemoglobin and the Genetics of Haemoglobin Synthesis. Blackwell Science; 2006.
- Modell B, Darlison M. Global epidemiology of haemoglobin disorders and derived service indicators. Bull World Health Organ. 2008;86:480–487.
- Billett HH. Hemoglobin and Hematocrit. In: Walker HK, Hall WD, Hurst JW, editors. Clinical Methods. 3rd ed. Boston: Butterworths; 1990. Chapter 151.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Enhanced Detection of Hemoglobin Variants in Clinical Research by DBS and High-Resolution Accurate Mass (HRAM) MS
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
Clinical Research Enhanced Detection of Hemoglobin Variants in Clinical Research by DBS and High-Resolution Accurate Mass (HRAM) MS Yvonne E. Song, Kerry Hassell, Ed Goucher, Jingshu Guo, and Tanis Correa Thermo Fisher Scientific, 355 River Oaks Parkway, San Jose, CA,…
Klíčová slova
arb, arbagc, agcprotein, proteinmutation, mutationtarget, targetquantitation, quantitationtracefinder, tracefinderprosighpd, prosighpdvariants, variantschains, chainsresolution, resolutionbeta, betahemoglobinopathies, hemoglobinopathiesthalassemia, thalassemiascan
Exploring Depth and Breadth of a Protein Complex Mixture with Top-Down Data-Independent Acquisition Using an Orbitrap Fusion Tribrid Mass Spectrometer
2015|Thermo Fisher Scientific|Postery
Introduction Top-down proteomics aims to complement bottom-up proteomics by identifying proteins in a mixture (via MS2) while providing data on proteoform distribution (via MS1). Protein charge state distribution presents a technical obstacle to realizing routine data-dependent (DDA) acquisition of top-down…
Klíčová slova
fmol, fmolhemoglobin, hemoglobindia, diaprosightpd, prosightpdubiquitin, ubiquitinkda, kdaleptin, leptinlog, logprotein, proteinegf, egfdescriptions, descriptionsvalue, valuedda, ddaalpha, alphainject
High Throughput Testing Method with Newborn’s DBS for Hemoglobinopathies by LCMS-8045 with ZenTech Targeted MS/MS Hemo Device
2023|Shimadzu|Aplikace
Liquid Chromatograph-Mass Spectrometer LCMS-8045 Application News High Throughput Testing Method with Newborn’s DBS for Hemoglobinopathies by LCMS-8045 with ZenTech Targeted MS/MS Hemo Device Devika Tupe1, Bhaumik H Trivedi1, Pratap Rasam1, Avinash Prabhavalkar2, Madeleine Boulanger3, Martin Greffe3, Luc Voorn3 1Shimadzu Analytical…
Klíčová slova
hemoglobinopathies, hemoglobinopathieshbdpunjab, hbdpunjabhbe, hbezentech, zentechhemoglobin, hemoglobinhemo, hemopeptide, peptidehbs, hbscarrier, carriernewborn, newbornshimadzu, shimadzunormal, normalnews, newsvariant, variantcorelated
Analysis of Hemoglobin Variants using an Automated Sample Preparation Workstation Coupled to LC-MS
|Shimadzu|Postery
Analysis of Hemoglobin Variants using an Automated Sample Preparation Workstation Coupled to LC-MS Rachel Lieberman , Brian Feild , Kevin Meyer , Nick Herold , Scott Kuzdzal 1 1 2 2 Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD Perfinity Biosciences, Inc., West…
Klíčová slova
sickle, sickleidentification, identificationwaste, wastehemoglobin, hemoglobinaffinity, affinitydigestion, digestionflight, flightpurified, purifiedvariants, variantsfive, fivetargets, targetsquantification, quantificationlcms, lcmsimmunoassay, immunoassaycell