Orbitrap Excedion Pro hybrid mass spectrometer

Význam tématu

Orbitrap Excedion Pro hybridní hmotnostní spektrometry představují pokročilou generaci analyzátorů, které výrazně posouvají hranice citlivosti, dynamického rozsahu a hmotnostního rozlišení. Tyto přístroje jsou klíčové pro biotechnologický výzkum, proteomiku, metabolomiku a strukturní biologii, kde je nutné spolehlivě identifikovat a kvantifikovat nízkoabundantní látky, určovat posttranslační modifikace a odlišovat strukturní izomery v komplexních vzorcích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem dokumentu je představit hlavní inovace, technické parametry a aplikační oblasti Orbitrap Excedion Pro MS. Text objasňuje vylepšenou iontovou optiku, rychlé a citlivé elektrony-podporované fragmentační režimy (ETD, EThcD) a rozšířenou hmotnostní škálu až do m/z 12 000. Popisuje také integraci s UHPLC systémy Thermo Scientific Vanquish Neo a datovou platformou Ardia pro centralizované ukládání a zpracování dat.

Použitá metodika a instrumentace

Popis klíčových komponent:

• Ionizační zdroje OptaMax Plus a OptiSpray pro stabilní a reprodukovatelnou nano-/kapilární ESI.
• Bent Trap a elektrodynamický iontový trychtýř pro vysokou přenosnost iontů a nízké ztráty fragmentace.
• Ion-Routing Multipole pro selektivní akumulaci a přesměrování iontů.
• Ultravysoce pole Orbitrap analyzátor pro MS1 a MS2 skeny až 70 Hz, rozlišení až 480 000 (FWHM).
• Fragmentační techniky HCD, ETD a hybridní EThcD pro maximální sekvenční pokrytí a rozlišení izomerů (např. rozlišení isoleucinu a leucinu).
• Integrace s Vanquish Neo UHPLC pro nano, kapilární a mikro-flow chromatografii.
• Softwarové řešení Ardia pro centralizované ukládání, automatizovanou analýzu a správu uživatelů.

Hlavní výsledky a diskuse

Orbitrap Excedion Pro dosahuje výrazně vyšší citlivosti, širšího dynamického rozsahu (až 5–6 řádů s eDR režimem) a lepší kvality dat oproti legacy systémům. Klíčové poznatky:

• EThcD fragmentace umožňuje jednoznačné rozlišení izomerů a detekci posttranslačních modifikací s vysokou přesností (<5 ppm).
• HDX-MS v DIA režimu nabízí peptidové i reziduální rozlišení deuterace, což umožňuje detailní mapování konformačních změn proteinů a místa vazby léčiv.
• Metabolomika a lipidomika těží z eDR skenů, které zvyšují počet detekovaných sloučenin o více než dvojnásobek, aniž by docházelo k saturaci signálu silně zastoupených komponent.
• Proteomické aplikace hybrid-DIA a TMTpro multiplexní značení (až 32plex) umožňují hluboké pokrytí proteomu, přesnou kvantifikaci nízkoabundantních proteinů a modifikací.
• Imunopeptidomika s využitím EThcD přináší kompletní sekvenční lištu b/y a c/z fragmentů, což vede k vysoké míře přiřazení spekter a spolehlivé de novo sekvenaci HLA peptidů.
• Snížené energetické nároky a údržba díky suchému pumpovacímu systému šetří až 30 % energie a nevyžadují výměnu oleje po dobu 5 let.

Přínosy a praktické využití metody

Orbitrap Excedion Pro nachází uplatnění v:

• Charakterizaci bioterapeutik (mAbs, proteinové komplexy) za native i denaturačních podmínek.
• Peptidovém mapování a kvalitativní/kvantitativní analýze posttranslačních modifikací.
• HDX-MS experimentech pro studium dynamiky proteinů, epitope mappingu a allosterie.
• Metabolomice pro objevy nových biomarkerů a cílenou analýzu nízkoabundantních metabolitů.
• Proteomice s vysokou propustností a multiplexním značením pro biomarkerové studie a farmakoproteomiku.
• Imunopeptidomice a glykoproteomice vyžadující bohatá fragmentační data a de novo sekvenování.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj směřuje k:

• Integraci umělé inteligence a strojového učení pro automatizaci interpretace komplexních hmotnostních spekter.
• Rozšíření aplikací na single-cell proteomiku a metabolomiku.
• Implementaci rychlých datových akvizičních režimů (DIA-HDX, parallel reaction monitoring) pro zvýšení propustnosti.
• Vývoji dalších modifikací na iontové manipulaci pro lepší kontrolu fragmentace a přenosu labilních komplexů.

Závěr

Thermo Scientific Orbitrap Excedion Pro definuje nový standard v oblasti vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Díky kombinaci pokročilých iontových technologií, rychlých a citlivých fragmentačních režimů a špičkové integraci se systémem UHPLC a datovou platformou nabízí robustní řešení pro náročné aplikace v biochemii, proteomice, metabolomice a strukturní biologii.

Reference

Nejsou uvedeny žádné explicitní literární odkazy.