Long-term stability and reproducibility of nano, capillary and micro-flow LC-MS separations
Postery | 2024 | Thermo Fisher Scientific | HUPOInstrumentace
V proteomice je klíčové dosáhnout vysoké stability a reprodukovatelnosti separací při nízkoproudé kapalinové chromatografii (nano, kapilární, mikro) spojené s hmotnostní spektrometrií. Dlouhodobá robustnost analýzy umožňuje spolehlivě srovnávat data napříč experimenty, laboratořemi či různými přístroji, což je zásadní pro objev biomarkerů, charakterizaci buněčných linií nebo kontrolu kvality v biotechnologických a farmaceutických aplikacích.
Hlavním cílem bylo vyhodnotit dlouhodobou stabilitu a mezizařízení reprodukovatelnost nano- a mikro-flow LC-MS separací s použitím přístrojů Vanquish Neo UHPLC a sloupců PepMap Neo pod realnými podmínkami provozu během několikaměsíčního měření. Studie zahrnovala srovnání šesti systémů ve třech laboratořích a dále vývoj a otestování robustní mikro-flow LC-MS metody pro vysokoprůtokový režim.
Vzorky představovaly standardy BSA, cytochrom C a HeLa digest s PRTC peptidy. Separace probíhala přímo na kolonu s eluenty A (0,1 % kyselina mravenčí ve vodě) a B (80 % acetonitril ve vodě, 0,1 % kyselina mravenčí). Pro nano-flow byla použita rychlá linie gradientu 90 minut, pro mikro-flow 14,4minutový cyklus. Kolony byly udržovány při 50 °C a průtoky 300 nL/min (nano) respektive 100 μL/min (mikro). Pro vyhodnocení stability byly monitorovány parametry FWHM, retence, zpětný tlak a variabilita MS signálů nad několik stovek až tisícová dávkování.
Long-term nanoLC-MS provoz na jedné kolóně po dobu 6 měsíců (1600 injekcí) prokázal konstantní hodnoty FWHM osmi BSA peptidů bez systematických odchylek a zásadní stabilitu zpětného tlaku (Δ < 25 bar). Mezi šesti systémy byla zjištěna retence peptidů s RSD < 0,2 %, variabilita počtu identifikovaných peptidových skupin 4,1 % a proteinových skupin 2,2 %. Vysokoprůtoková mikro-flow metoda při 760 injekcích odhalila tlakové fluktuace pod 3 bar a retenci dvanácti PRTC peptidů s RSD < 0,5 %, přičemž desítka peptidů měla RSD < 0,1 %.
Prokázaná robustnost a reprodukovatelnost umožňuje dlouhodobé studií proteomů bez nutnosti častých výměn kolony či kalibrací. To vede k úspoře času a nákladů v laboratořích, zvyšuje kvalitu dat pro kvantitativní aplikace a usnadňuje standardizaci protokolů v rámci multi-centerových projektů a farmaceutického výzkumu.
S rozvojem automatizace a strojového učení lze předpokládat další zlepšení optimalizace gradientních programů a predikce stabilního chování systému. Integrace online QC metrik s real-time vyhodnocením dat umožní okamžitou detekci odchylek. Miniaturizace kolón a využití nových materiálů pak slibují další zvýšení citlivosti při zachování robustnosti.
Vanquish Neo UHPLC systémy ve spojení s PepMap Neo kolónami prokázaly výjimečnou dlouhodobou stabilitu a konzistenci výsledků v nano i mikro režimu. Studie dokazuje spolehlivost nízkoproudých UHPLC-MS metod pro rozsáhlé proteomické analýzy v náročných provozních podmínkách.
LC/MS, LC/Orbitrap, LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
V proteomice je klíčové dosáhnout vysoké stability a reprodukovatelnosti separací při nízkoproudé kapalinové chromatografii (nano, kapilární, mikro) spojené s hmotnostní spektrometrií. Dlouhodobá robustnost analýzy umožňuje spolehlivě srovnávat data napříč experimenty, laboratořemi či různými přístroji, což je zásadní pro objev biomarkerů, charakterizaci buněčných linií nebo kontrolu kvality v biotechnologických a farmaceutických aplikacích.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem bylo vyhodnotit dlouhodobou stabilitu a mezizařízení reprodukovatelnost nano- a mikro-flow LC-MS separací s použitím přístrojů Vanquish Neo UHPLC a sloupců PepMap Neo pod realnými podmínkami provozu během několikaměsíčního měření. Studie zahrnovala srovnání šesti systémů ve třech laboratořích a dále vývoj a otestování robustní mikro-flow LC-MS metody pro vysokoprůtokový režim.
Použitá instrumentace
- Vanquish Neo UHPLC systémy (Thermo Fisher Scientific)
- EASY-Spray PepMap Neo kolony 75 μm×50 cm, 2 μm pro nanoLC
- Acclaim PepMap kolony 1 mm pro mikroLC
- Orbitrap Exploris 240 a 480 hmotnostní spektrometry (DDA režim)
- TSQ Altis triple kvadrupólový hmotnostní spektrometr (MRM režim)
- Chromeleon CDS a Proteome Discoverer software pro práci s daty
Metodika
Vzorky představovaly standardy BSA, cytochrom C a HeLa digest s PRTC peptidy. Separace probíhala přímo na kolonu s eluenty A (0,1 % kyselina mravenčí ve vodě) a B (80 % acetonitril ve vodě, 0,1 % kyselina mravenčí). Pro nano-flow byla použita rychlá linie gradientu 90 minut, pro mikro-flow 14,4minutový cyklus. Kolony byly udržovány při 50 °C a průtoky 300 nL/min (nano) respektive 100 μL/min (mikro). Pro vyhodnocení stability byly monitorovány parametry FWHM, retence, zpětný tlak a variabilita MS signálů nad několik stovek až tisícová dávkování.
Hlavní výsledky a diskuse
Long-term nanoLC-MS provoz na jedné kolóně po dobu 6 měsíců (1600 injekcí) prokázal konstantní hodnoty FWHM osmi BSA peptidů bez systematických odchylek a zásadní stabilitu zpětného tlaku (Δ < 25 bar). Mezi šesti systémy byla zjištěna retence peptidů s RSD < 0,2 %, variabilita počtu identifikovaných peptidových skupin 4,1 % a proteinových skupin 2,2 %. Vysokoprůtoková mikro-flow metoda při 760 injekcích odhalila tlakové fluktuace pod 3 bar a retenci dvanácti PRTC peptidů s RSD < 0,5 %, přičemž desítka peptidů měla RSD < 0,1 %.
Přínosy a praktické využití metody
Prokázaná robustnost a reprodukovatelnost umožňuje dlouhodobé studií proteomů bez nutnosti častých výměn kolony či kalibrací. To vede k úspoře času a nákladů v laboratořích, zvyšuje kvalitu dat pro kvantitativní aplikace a usnadňuje standardizaci protokolů v rámci multi-centerových projektů a farmaceutického výzkumu.
Budoucí trendy a možnosti využití
S rozvojem automatizace a strojového učení lze předpokládat další zlepšení optimalizace gradientních programů a predikce stabilního chování systému. Integrace online QC metrik s real-time vyhodnocením dat umožní okamžitou detekci odchylek. Miniaturizace kolón a využití nových materiálů pak slibují další zvýšení citlivosti při zachování robustnosti.
Závěr
Vanquish Neo UHPLC systémy ve spojení s PepMap Neo kolónami prokázaly výjimečnou dlouhodobou stabilitu a konzistenci výsledků v nano i mikro režimu. Studie dokazuje spolehlivost nízkoproudých UHPLC-MS metod pro rozsáhlé proteomické analýzy v náročných provozních podmínkách.
Reference
- Bian Y., Zheng R., et al. Robust, reproducible and quantitative analysis of thousands of proteomes by micro-flow LC–MS/MS. Nat Commun 2020, 11, 157
- Bian Y., Bayer F. P., et al. Robust Microflow LC-MS/MS for Proteome Analysis 38000 Runs and Counting. Anal Chem 2021, 93(8), 3686–3690
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Long-term stability and reproducibility of nano-, capillary- and micro-flow LC-MS separations: the impact of hardware and separation column
2022|Thermo Fisher Scientific|Postery
Long-term stability and reproducibility of nano-, capillary- and micro-flow LC-MS separations: the impact of hardware and separation column Christopher Pynn1, Runsheng Zheng1; Tabiwang Arrey2; Amirmansoor Hakimi3; Alec Valenta1; Susanne Moyer1 1Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany; 2Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany;…
Klíčová slova
neo, neonanolc, nanolcvanquish, vanquishuhplc, uhplcthermo, thermoscientific, scientificsystem, systempepmap, pepmapreproducibility, reproducibilityconsistency, consistencyretention, retentionmicrolc, microlcterm, termproteomics, proteomicslong
LC-MS: Robust long-term Vanquish Neo UHPLC system operation enabling high-performance high-pressure nanoLC separations
2021|Thermo Fisher Scientific|Technické články
LC-MS TECHNICAL NOTE Robust long-term Vanquish Neo UHPLC system operation enabling high-performance high-pressure nanoLC separations Authors blockages, combined with the struggle to generate reproducible data. Together, such obstacles can result in the loss of precious Christopher Pynn , Gisela Noack…
Klíčová slova
wash, washneo, neovanquish, vanquishlong, longouter, outernano, nanouhplc, uhplcneedle, needleequilibration, equilibrationseparation, separationpressure, pressurecolumn, columnsystem, systemmetering, meteringloading
Beyond the Boundaries of LC-MS Sensitivity and Throughput with the Next Generation All-In-One Nano-, Capillary-, and Micro-Flow UHPLC System
2021|Thermo Fisher Scientific|Postery
Beyond the Boundaries of LC-MS Sensitivity and Throughput with the Next Generation All-In-One Nano-, Capillary-, and Micro-Flow UHPLC System Alexander Boychenko1, Runsheng Zheng1, Christopher Pynn1, Tabiwang Arrey2, Amirmansoor Hakimi3, Stephan Meding1, Wim Decrop1, Martin Samonig1, Susanne Moyer1 1Thermo Fisher Scientific,…
Klíčová slova
neo, neopepmap, pepmapsfanqplevvysk, sfanqplevvyskvanquish, vanquishboundaries, boundariesnanolc, nanolclimited, limitedproteome, proteomenano, nanosensitivity, sensitivityflow, flowthroughput, throughputmodern, modernthermo, thermosystem
LC-MS: Vanquish Neo UHPLC system-to-system reproducibility ensures consistent and reliable results in nanoLC-MS proteomics
2021|Thermo Fisher Scientific|Technické články
TECHNICAL NOTE LC-MS Vanquish Neo UHPLC system-to-system reproducibility ensures consistent and reliable results in nanoLC-MS proteomics Authors We investigated the intra- and inter-system variability for typical nanoLC-MS applications using the new Vanquish Neo UHPLC Christopher Pynn , Gisela Noack ,…
Klíčová slova
neo, neopeptide, peptidewash, washvanquish, vanquishprtc, prtcuhplc, uhplcsystem, systemnanolc, nanolcreproducibility, reproducibilitydigest, digestcytochrome, cytochromeprotein, proteinouter, outerretention, retentionscan