Accelerating SWATH® Acquisition for Protein Quantitation – Up to 100 Samples per Day
Aplikace | 2018 | SCIEXInstrumentace
Rychlá a spolehlivá kvantifikace proteinů je klíčová pro velkoplošné proteomické studie v biomedicínském výzkumu, farmaceutickém vývoji i QA/QC v průmyslové analytice. Kombinace mikroflow kapalinové chromatografie (LC) se SWATH® akvizicí (DIA) na systému TripleTOF® 6600 umožňuje významné zrychlení analýzy při zachování vysoké kvality dat a reprodukovatelnosti.
Studie se zaměřila na:
Vzorky buněčných lyzátů (HEK, K562, kvasnice) byly digesovány trypsinem a 1 µg proteinu aplikováno na LC-MS.
Chromatografie probíhala v režimu trap/elute při průtoku 5 µl/min s gradienty 5, 10, 20 a 45 minut. Cílem bylo zjistit kompromis mezi rychlostí běhu (< 15 min celkově pro 5min gradient) a výkonem analýzy.
SWATH akvizice byla optimalizována tak, aby co nejrychleji shromažďovala MS/MS spektra s využitím 60–100 Q1 oken na cyklus a akumulačními časy 15–25 ms, přičemž byla testována i modulace kolizní energie (CES on/off).
DIA data se zpracovávala v softwaru PeakView® 2.2 s využitím SWATH microapp a SWATH Replicates Template. Pro porovnání byly použity dvě knihovny iontových dat.
Optimalizace parametrů ukázala, že i při 5min gradientu (<15min běh) lze spolehlivě kvantifikovat přibližně 1 300 proteinů z komplexních matric při 1 µg náloži. S prodloucením gradientu na 10 a 20 minut vzrostl počet kvantifikovaných proteinů na ~2 100 a 2 500.
Významně se projevil vliv velikosti iontové knihovny: použití rozsáhlé Pan Human Library vedlo k nárůstu o více než 30 % v počtu proteinů a až 75 % v počtu peptidů ve srovnání se standardní knihovnou SWATH Performance Kit.
Mezi přístroji byly výsledky konzistentní – s rozdíly v počtu detekovaných proteinů do 10 %. Počet peptidů byl mezi zařízeními velmi podobný (< 50 % ztráta mezi 45 a 5 min běhy), což potvrzuje robustnost metody.
Tato kombinace mikroflow LC a rychlé SWATH akvizice umožňuje:
Rychlé LC-MS metody budou dále podporovat velké kohortní studie, farmakoproteomiku a screening biomarkerů. Další vylepšení iontových knihoven, výpočetní analýzy DIA dat a integrace AI-driven optimalizace parametrů mohou zvýšit citlivost a selektivitu. Kombinace s automatizovanými systémy vzorkové přípravy otevře cestu k plně uživatelsky nezávislému high-throughput workflow.
Studie demonstrovala, že optimalizované SWATH akviziční parametry na TripleTOF 6600 ve spojení s mikroflow LC umožňují spolehlivé a rychlé kvantifikace proteinů do 5min gradientu. Využití rozsáhlých iontových knihoven dále zvyšuje hloubku proteomického pokrytí. Metoda nabízí robustní řešení pro průmyslové i akademické aplikace vyžadující vysokou propustnost bez kompromisů na kvalitě dat.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníProteomika
VýrobceSCIEX
Souhrn
Význam tématu
Rychlá a spolehlivá kvantifikace proteinů je klíčová pro velkoplošné proteomické studie v biomedicínském výzkumu, farmaceutickém vývoji i QA/QC v průmyslové analytice. Kombinace mikroflow kapalinové chromatografie (LC) se SWATH® akvizicí (DIA) na systému TripleTOF® 6600 umožňuje významné zrychlení analýzy při zachování vysoké kvality dat a reprodukovatelnosti.
Cíle a přehled studie
Studie se zaměřila na:
- Vyhodnocení vlivu délky chromatografického gradientu (5–45 min) na počet kvantifikovaných proteinů pomocí SWATH DIA.
- Optimalizaci SWATH akvizičních parametrů (počet Q1 oken, doba akumulace, nastavení kolizní energie) pro co nejkratší běhy.
- Porovnání výsledků s různě velkými iontovými knihovnami (SWATH Performance Kit SOP vs. Pan Human Library).
- Ověření výkonu na třech různých TripleTOF 6600 přístrojích a různých vzorcích (HEK, K562, kvasnice).
Použitá metodika
Vzorky buněčných lyzátů (HEK, K562, kvasnice) byly digesovány trypsinem a 1 µg proteinu aplikováno na LC-MS.
Chromatografie probíhala v režimu trap/elute při průtoku 5 µl/min s gradienty 5, 10, 20 a 45 minut. Cílem bylo zjistit kompromis mezi rychlostí běhu (< 15 min celkově pro 5min gradient) a výkonem analýzy.
SWATH akvizice byla optimalizována tak, aby co nejrychleji shromažďovala MS/MS spektra s využitím 60–100 Q1 oken na cyklus a akumulačními časy 15–25 ms, přičemž byla testována i modulace kolizní energie (CES on/off).
DIA data se zpracovávala v softwaru PeakView® 2.2 s využitím SWATH microapp a SWATH Replicates Template. Pro porovnání byly použity dvě knihovny iontových dat.
Použitá instrumentace
- Kapalinová chromatografie: NanoLC™ 425 System plně přizpůsobená pro mikroflow (5 µl/min), kolony s hybridními elektrodami, teplota řízení 30 °C.
- M hmotnostní spektrometrie: TripleTOF® 6600 s Turbo V™ zdrojem, Accelerator TOF™ analyzátor pro rychlé MS/MS skeny až 66 Hz.
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizace parametrů ukázala, že i při 5min gradientu (<15min běh) lze spolehlivě kvantifikovat přibližně 1 300 proteinů z komplexních matric při 1 µg náloži. S prodloucením gradientu na 10 a 20 minut vzrostl počet kvantifikovaných proteinů na ~2 100 a 2 500.
Významně se projevil vliv velikosti iontové knihovny: použití rozsáhlé Pan Human Library vedlo k nárůstu o více než 30 % v počtu proteinů a až 75 % v počtu peptidů ve srovnání se standardní knihovnou SWATH Performance Kit.
Mezi přístroji byly výsledky konzistentní – s rozdíly v počtu detekovaných proteinů do 10 %. Počet peptidů byl mezi zařízeními velmi podobný (< 50 % ztráta mezi 45 a 5 min běhy), což potvrzuje robustnost metody.
Přínosy a praktické využití metody
Tato kombinace mikroflow LC a rychlé SWATH akvizice umožňuje:
- Vyšší přesnost a reprodukovatelnost kvantifikace napříč dávkami vzorků.
- Analýzu až 100 vzorků za den při zachování biologické hloubky pokrytí.
- Flexibilní přechod mezi nanoflow a microflow režimy bez změny hardware.
Budoucí trendy a možnosti využití
Rychlé LC-MS metody budou dále podporovat velké kohortní studie, farmakoproteomiku a screening biomarkerů. Další vylepšení iontových knihoven, výpočetní analýzy DIA dat a integrace AI-driven optimalizace parametrů mohou zvýšit citlivost a selektivitu. Kombinace s automatizovanými systémy vzorkové přípravy otevře cestu k plně uživatelsky nezávislému high-throughput workflow.
Závěr
Studie demonstrovala, že optimalizované SWATH akviziční parametry na TripleTOF 6600 ve spojení s mikroflow LC umožňují spolehlivé a rychlé kvantifikace proteinů do 5min gradientu. Využití rozsáhlých iontových knihoven dále zvyšuje hloubku proteomického pokrytí. Metoda nabízí robustní řešení pro průmyslové i akademické aplikace vyžadující vysokou propustnost bez kompromisů na kvalitě dat.
Reference
- Hunter C., Morrice N., Demianova Z. Accelerating SWATH® Acquisition for Protein Quantitation – Up to 100 Samples per Day. SCIEX Technical Note RUO-MKT-02-8432-B, 2018.
- Microflow SWATH® Acquisition for Industrialized Quantitative Proteomics, RUO-MKT-02-3637-A.
- Fast Protein Identification Experiments with Microflow LC – Up to 100 Samples per Day, RUO-MKT-02-8312-A.
- Evolution of SWATH® Acquisition Provides Large Gains in Quantified Proteins, RUO-MKT-02-5772-A.
- SWATH Performance Kit SOP, SCIEX.
- Rosenberger G. et al. Extending Depth of Coverage with SWATH® Acquisition Using Deeper Ion Libraries. Scientific Data, 1, 140031, 2014.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Rapidly Advance Quantitative Proteomics with a High-Throughput SWATH® Acquisition Solution
2019|SCIEX|Aplikace
Rapidly Advance Quantitative Proteomics with a HighThroughput SWATH® Acquisition Solution Microflow LC with OptiFlow® Turbo V Source on the TripleTOF® 6600+ System and Cloud Processing Christie Hunter SCIEX, USA The combination of microflow LC with SWATH Acquisition for accelerating quantitative…
Klíčová slova
swath, swathmicroflow, microflowproteins, proteinsquantified, quantifiednanoflow, nanoflowsciex, sciexcloud, cloudindustrialized, industrializedquantitative, quantitativeprotein, proteinontologies, ontologiesacquisition, acquisitionproteomics, proteomicsoneomics, oneomicssimilar
Evolution of SWATH® Acquisition Provides Large Gains in Quantified Proteins
2017|SCIEX|Aplikace
Evolution of SWATH® Acquisition Provides Large Gains in Quantified Proteins Overview of Key Methodology Improvements on TripleTOF® Systems Christie Hunter1, Nick Morrice2, Joerg Dojahn3 1 SCIEX, USA, 2SCIEX, UK, 3SCIEX, Germany ® The data independent acquisition strategy termed SWATH 1…
Klíčová slova
swath, swathstrategy, strategyacquisition, acquisitiongains, gainstripletof, tripletofdata, dataspecificity, specificitycoverage, coverageacross, acrosspeptide, peptidelibrary, librarymsec, msecimprovements, improvementswindows, windowsxics
Microflow SWATH® Acquisition for Industrialized Quantitative Proteomics
2017|SCIEX|Aplikace
Microflow SWATH® Acquisition for Industrialized Quantitative Proteomics NanoLC™ 400 System with TripleTOF® 6600 System Christie L Hunter1, Nick Morrice2 1 SCIEX, USA, 2SCIEX, UK Data independent acquisition (DIA) strategies have been used to increase the comprehensiveness of data collection while…
Klíčová slova
swath, swathmicroflow, microflowacquisition, acquisitiontripletof, tripletofspecificity, specificitynanoflow, nanoflowgains, gainsrobustness, robustnessdia, diaprovides, provideschromxp, chromxpaebersold, aebersoldruedi, ruediobserved, observedyansheng
Microflow SWATH® Acquisition for Industrialized Quantitative Proteomics
2017|SCIEX|Technické články
Microflow SWATH® Acquisition for Industrialized Quantitative Proteomics NanoLC™ 400 System with TripleTOF® 6600 System Christie L Hunter1, Nick Morrice2 1 SCIEX, USA, 2SCIEX, UK Data independent acquisition (DIA) strategies have been used to increase the comprehensiveness of data collection while…
Klíčová slova
swath, swathmicroflow, microflowacquisition, acquisitiontripletof, tripletofspecificity, specificitynanoflow, nanoflowgains, gainsrobustness, robustnessdia, diaprovides, provideschromxp, chromxpaebersold, aebersoldruedi, ruediobserved, observedyansheng