Automated MRM Method Optimizer for Peptides: Optimizing Mass Spectrometry Parameters for High-Throughput Protein Quantitation

Význam tématu

Multi Reaction Monitoring (MRM) je klíčová technika pro kvantifikaci proteinů v laboratorní a průmyslové praxi. Optimalizace hmotnostně spektrometrických parametrů, zejména kolizní energie (CE), významně ovlivňuje citlivost a kvalitu signálu, což je rozhodující pro vysokopropustné screeningy biomarkerů a validaci proteomických studií.

Cíle a přehled studie / článku

• Automatizovat optimalizaci datových akvizičních parametrů pro MRM analýzu peptidů.
• Porovnat výkon optimalizovaných kolizních energií s hodnotami z Q-TOF experimentu.
• Ušetřit čas a vzorek při optimalizaci desítek MRM přechodů.

Použitá metodika a instrumentace

Proteinový standard z Pyrococcus furiosus byl redukován, alkylován a digesován trypsinem. Identifikace proběhla na systému Agilent 6520 Accurate-Mass Q-TOF LC/MS spojeném s HPLC-Chipem 1200 Series. Pro MRM analýzu byl použit Agilent 6410 Triple Quadrupole LC/MS systém s HPLC-Chipem. Chromatografický gradient (0,1 % kyselina mravenčí ve vodě / 90 % acetonitril s 0,1 % kyseliny mravenčí) probíhal v čase 0–45 minut. Spektra se snímala v pozitivním ionizačním módu s kapilárním napětím 1950 V a průtokem sušícího plynu 5 L/min při 325 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

• Za jedinou 45minutovou analýzu bylo optimalizováno 40 MRM přechodů (z 20 peptidů) oproti 200 běhům manuální metody.
• Optimalizace CE zvýšila citlivost a poměr signál/šum až dvojnásobně (přechody např. 454,3 → 223,2 a 542,3 → 661,3).
• MassHunter Optimizer automaticky testoval pět CE hodnot souběžně, zkracujíc dobu a spotřebu vzorku až 200×.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zrychlení optimalizace MRM metod.
• Minimalizace spotřeby vzorku a laboratorního času.
• Možnost rychlé integrace optimalizovaných parametrů do pracovních postupů kvantitativní analýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření automatizovaného optimalizačního přístupu na další typy analyzovaných biomolekul.
• Integrace prediktivních algoritmů pro výběr MRM přechodů bez předchozího MS/MS.
• Použití v klinické diagnostice a velkoprostorových proteomických studiích.

Závěr

Automatizované optimalizační softwarové řešení Agilent MassHunter Optimizer pro MRM peptidy umožňuje výrazné zefektivnění práce, úsporu vzorku a zvýšení citlivosti kvantifikace proteinů s minimální lidskou intervencí.

Reference

1. Rajagopalan S., Gudihal R., Waddell K. Dynamic MRM: A Clear Advantage for High-throughput Protein Quantitation. Agilent publication number 5990-5092EN, 2010.