Optimizing LC-MS/MS settings for plasma proteomics analysis with cap-flow LC separation and dia-PASEF
Postery | 2025 | Bruker | ASMSInstrumentace
Proteomická analýza krevní plazmy nabízí cenné informace o zdravotním stavu a biomarkerech, avšak je náročná kvůli širokému dynamickému rozsahu proteinů a požadavku na vysokou propustnost analýz v klinickém výzkumu. Optimalizace kapilární průtokové chromatografie (cap-flow LC) spojené s moderní dia-PASEF hmotnostní spektrometrií umožňuje rychlé a reprodukovatelné zpracování stovek vzorků denně, což je klíčové pro projekty s velkými kohortami.
Studie se zaměřuje na nastavení a optimalizaci LC-MS/MS protokolu pro analýzu plazmatických vzorků s vysokou propustností (120–220 vzorků/den). Hlavní cíle byly:
Pro separaci a detekci byly využity:
Výsledky ukázaly:
Optimalizace cap-flow LC a dia-PASEF poskytuje:
Očekávané směry vývoje:
Popsaná optimalizace cap-flow LC a dia-PASEF MS umožňuje rychlou, reprodukovatelnou a vysoce propustnou analýzu plazmatického proteomu. Metoda je vhodná pro rozměrné klinické studie, kde je potřeba zpracovat stovky vzorků s vyšší hloubkou proteomického pokrytí.
HPLC
ZaměřeníProteomika
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
Proteomická analýza krevní plazmy nabízí cenné informace o zdravotním stavu a biomarkerech, avšak je náročná kvůli širokému dynamickému rozsahu proteinů a požadavku na vysokou propustnost analýz v klinickém výzkumu. Optimalizace kapilární průtokové chromatografie (cap-flow LC) spojené s moderní dia-PASEF hmotnostní spektrometrií umožňuje rychlé a reprodukovatelné zpracování stovek vzorků denně, což je klíčové pro projekty s velkými kohortami.
Cíle a přehled studie
Studie se zaměřuje na nastavení a optimalizaci LC-MS/MS protokolu pro analýzu plazmatických vzorků s vysokou propustností (120–220 vzorků/den). Hlavní cíle byly:
- Vyvinout rychlé gradienty (6–10 minut) pro cap-flow LC separaci.
- Optimalizovat dia-PASEF akvizici pro úzké chromatografické píky.
- Zhodnotit výkon při analýze neat plazmy a plazmy obohacené o nízkomolekulární proteiny (ENRICH-iST).
- Porovnat jednou a dvakrát odstředěné vzorky pro konzistentní identifikaci proteinů.
Použitá metodika a instrumentace
Pro separaci a detekci byly využity:
- HPLC systém Waters M-Class s vlastním ovladačem v HyStar.
- Kapilární kolona Bruker-Max (C18, 10 cm × 150 µm, 1,5 µm) při 60 °C.
- Ionizační zdroj a timsTOF HT spektrometrie s dia-PASEF metodou.
- Gradienty: 10minutový (120 vzorků/den) a 6minutový (220 vzorků/den).
- Příprava vzorků: iST-BCT kit pro neat plazmu, ENRICH-iST kit pro obohacenou plazmu.
Hlavní výsledky a diskuse
Výsledky ukázaly:
- Neat plazma: identifikace 450–550 proteinových skupin ve 7minutovém gradientu.
- ENRICH plazma: 670–1150 proteinových skupin, přičemž až 1200 skupin v single-spun vzorcích.
- Opakovatelnost: ~80–85 % překryv bílkovin mezi jednou a dvakrát odstředěnou plazmou.
- Vysoká stabilita retence a úzké chromatografické píky s průměrem 5 datových bodů na pík.
- Nulový carry-over i při opakovaných injekcích vysokých koncentrací.
Přínosy a praktické využití metody
Optimalizace cap-flow LC a dia-PASEF poskytuje:
- Výrazné zrychlení analýzy (až 220 vzorků/den).
- Robustní kvantifikaci proteinů napříč velkými kohortami.
- Možnost hluboké proteomické sondy s nízkými odběrovými objemy (400 ng peptidu).
- Omezení doby regenerace kolony a celkového času analýzy.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávané směry vývoje:
- Další zkracování gradientů a zvýšení propustnosti na >300 vzorků/den.
- Integrace automatizované přípravy vzorků pro eliminaci variability.
- Vývoj úprav dia-PASEF metodiky pro specifické třídy proteinů a post-translační modifikace.
- Implementace strojového učení pro rychlou analýzu a interpretaci dat.
Závěr
Popsaná optimalizace cap-flow LC a dia-PASEF MS umožňuje rychlou, reprodukovatelnou a vysoce propustnou analýzu plazmatického proteomu. Metoda je vhodná pro rozměrné klinické studie, kde je potřeba zpracovat stovky vzorků s vyšší hloubkou proteomického pokrytí.
Reference
- Nolte H., MacVicar T.D., Tellkamp F. et al. Instant Clue: A Software Suite for Interactive Data Visualization and Analysis. Sci Rep 8, 12648 (2018).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Standardized, high-throughput platform for automated, rapid, and extensive plasma proteome characterization
2023|Bruker|Postery
Standardized, high-throughput platform for automated, rapid, and extensive plasma proteome characterization Claudia Martelli1*; Fabian Wendt2*+; Andreas Schmidt3; Katrin Hartinger4; Gary Kruppa5; Nils A. Kulak4; Manuel Bauer2 1Bruker Switzerland AG, Fällanden, Switzerland; 2Tecan, Männedorf, Switzerland; 3Bruker Daltonics GmbH & Co. KG,…
Klíčová slova
plasma, plasmaist, istpreomics, preomicsenrich, enrichfluent, fluentbeads, beadsadd, addtecan, tecanautomated, automatedmanual, manualtimstof, timstofprotein, proteinabundance, abundancebuffy, buffybruker
Single-shot quantitative plasma proteomics using the PASEF method
2020|Bruker|Postery
Single-shot quantitative plasma proteomics using the PASEF method ASMS 2020, ThP 493 Introduction The plasma proteome is one of the most accessible sources for studies both in biological and clinical settings. However, plasma presents a huge dynamic range in protein…
Klíčová slova
pasef, pasefplasma, plasmashot, shotdda, ddaproteins, proteinslibrary, libraryruns, runsproteome, proteomeist, iststrategy, strategyquantified, quantifieddia, diausing, usingsingle, singledigested
Unveiling hidden protein depths: a high-throughput plasma proteomics workflow for enhanced biomarker discovery
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 003046 Proteomics Unveiling hidden protein depths: a high-throughput plasma proteomics workflow for enhanced biomarker discovery Authors Goal Kevin Yang1, Amarjeet Flora 2, To develop robust plasma proteomics workflows with different sample preparation and Khatereh Motamedchaboki , various…
Klíčová slova
plasma, plasmaproteome, proteomeastral, astraldia, diachimerys, chimerysorbitrap, orbitrapproteograph, proteographproteomics, proteomicsdiscoverer, discovererequilibration, equilibrationdepletion, depletionabundant, abundantseer, seercoverage, coveragespin
Deep proteome coverage at scale combined with reproducible quantitation on the timsTOF HT
2024|Bruker|Postery
US HUPO 2024 Deep proteome coverage at scale combined with reproducible quantitation on the timsTOF HT Stephanie Kaspar-Schoenefeld1, Andreas Schmidt1, Markus Lubeck1, Pierre-Olivier Schmit2, Torsten Mueller1 and Narayanaganesh Balasubramanian3 (A) (B) Fig. 1: Reproducible and in-depth protein identification from yeast…
Klíčová slova
proteome, proteomepasef, paseftimstof, timstofdia, diaprotein, proteinyeast, yeastquantitation, quantitationcomplex, complexcoverage, coveragereproducible, reproducibleproteomics, proteomicsdigest, digestvariation, variationmixtures, mixturescoefficient