Implementation of 213 nm Ultra Violet Photodissociation (UVPD) on a Modified Orbitrap Fusion Lumos
Postery | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Ultrafialová fotodissociace (UVPD) při vlnové délce 213 nm představuje moderní přístup v hmotnostní spektrometrii pro detailní rozkládání peptidových a proteinových kationtů. Díky schopnosti navozovat všechny typy štěpení hlavního řetězce (a, b, c, x, y, z ionty) a zachovávat labilní posttranslační modifikace (fosforylace, sulface, glykosylace) se UVPD stává klíčovou metodou v top-down proteomice a charakterizaci bioterapeutik.
Studie popisuje podrobnou implementaci 213 nm UVPD modulu na platformu Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos. Cílem je demonstrovat mechanické řešení integrace laseru, dlouhodobou stabilitu, instrumentální parametry a výkonnost při sekvenování celých proteinů. Navazuje na předchozí výsledky Weisbroda et al. (2016) a rozšiřuje je o top-down aplikace.
Vzorky
Integrace laseru vykazuje vynikající dlouhodobou stabilitu provedenou měřením překryvu paprsku s iontovým mračnem a hodnocením Alignment Quality Score (AQS ≈ 0,5). Optimální počet pulzů a doba aktivace vedou k sekvenčnímu pokrytí ~55 % pro apomyoglobin a ~30 % pro karbonickou anhydrázu, překonávající nebo doplňující ETD, CID a HCD. Kombinované metody dosahují celkové pokrytí významně nad 90 %, což podtrhuje unikátní sekvenční informaci z UVPD.
Robustní a kompaktní uspořádání laseru umožňuje rutinní UVPD aktivaci na Orbitrap Fusion Lumos. Metoda je zvláště přínosná pro top-down charakterizaci intact proteinů, detailní mapování PTM a analýzu bioterapeutik, kde je vyžadována vysoká sekvenční pokrytí a minimalizace ztrát labilních modifikací.
Další vývoj očekává automatizaci alignmentu laseru, vyšší výkon a kratší doby aktivace, integraci s mikrofluidickými platformami, paralelní workflow a pokročilé bioinformatické nástroje pro rychlé zpracování top-down dat. Rozšíření na větší proteiny a komplexní proteinové komplexy otevře nové možnosti v proteomu lidských buněk a industriální analytice.
Implementace 213 nm UVPD na upravený Orbitrap Fusion Lumos demonstrovala mechanickou stabilitu, reprodukovatelnost a vysokou sekvenční výkonnost pro intact proteiny. Metoda významně rozšiřuje analytické možnosti top-down proteomiky a nabízí výhody při zachování labilních modifikací a získávání bohatých sekvenčních informací.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Ultrafialová fotodissociace (UVPD) při vlnové délce 213 nm představuje moderní přístup v hmotnostní spektrometrii pro detailní rozkládání peptidových a proteinových kationtů. Díky schopnosti navozovat všechny typy štěpení hlavního řetězce (a, b, c, x, y, z ionty) a zachovávat labilní posttranslační modifikace (fosforylace, sulface, glykosylace) se UVPD stává klíčovou metodou v top-down proteomice a charakterizaci bioterapeutik.
Cíle a přehled studie / článku
Studie popisuje podrobnou implementaci 213 nm UVPD modulu na platformu Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos. Cílem je demonstrovat mechanické řešení integrace laseru, dlouhodobou stabilitu, instrumentální parametry a výkonnost při sekvenování celých proteinů. Navazuje na předchozí výsledky Weisbroda et al. (2016) a rozšiřuje je o top-down aplikace.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky
- Apomyoglobin (16,8 kDa) a bovinní karbonická anhydráza II (29 kDa), 1 pmol/μL v 50/50 MeOH/H₂O s 0,1 % formičnou kyselinou
- Infuze při 3 μL/min s přednastavenými AGC cíli 5×10⁵, rozlišení Orbitrap 120 000, průměr 100 uScan, IRM 3,0 mTorr
- CryLaS Q3 Nd:YAG laser, 5. harmonická (213 nm), průměrný výkon 3,75 mW (±0,5), pulzní energie 1,5 μJ (±0,2), opakovací frekvence 2,5 kHz, šířka pulzu <1 ns
- Optická cesta z UV-grade křemenného skla, zrcadla s UV povlakem, vakuová přechodová komora na zadním flanži lineárního iontového filmu
- Disociace probíhá v nízkotlakém článku duálního čtyřpólového lineárního iontového pastu
- Analýza fragmentů v iontové pasti nebo Orbitrap analyzátoru
- Dekonvoluce spekter pomocí Hardklör a vyhledávání v ProSight Lite s tolerancí 10 ppm
Hlavní výsledky a diskuse
Integrace laseru vykazuje vynikající dlouhodobou stabilitu provedenou měřením překryvu paprsku s iontovým mračnem a hodnocením Alignment Quality Score (AQS ≈ 0,5). Optimální počet pulzů a doba aktivace vedou k sekvenčnímu pokrytí ~55 % pro apomyoglobin a ~30 % pro karbonickou anhydrázu, překonávající nebo doplňující ETD, CID a HCD. Kombinované metody dosahují celkové pokrytí významně nad 90 %, což podtrhuje unikátní sekvenční informaci z UVPD.
Přínosy a praktické využití metody
Robustní a kompaktní uspořádání laseru umožňuje rutinní UVPD aktivaci na Orbitrap Fusion Lumos. Metoda je zvláště přínosná pro top-down charakterizaci intact proteinů, detailní mapování PTM a analýzu bioterapeutik, kde je vyžadována vysoká sekvenční pokrytí a minimalizace ztrát labilních modifikací.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další vývoj očekává automatizaci alignmentu laseru, vyšší výkon a kratší doby aktivace, integraci s mikrofluidickými platformami, paralelní workflow a pokročilé bioinformatické nástroje pro rychlé zpracování top-down dat. Rozšíření na větší proteiny a komplexní proteinové komplexy otevře nové možnosti v proteomu lidských buněk a industriální analytice.
Závěr
Implementace 213 nm UVPD na upravený Orbitrap Fusion Lumos demonstrovala mechanickou stabilitu, reprodukovatelnost a vysokou sekvenční výkonnost pro intact proteiny. Metoda významně rozšiřuje analytické možnosti top-down proteomiky a nabízí výhody při zachování labilních modifikací a získávání bohatých sekvenčních informací.
Reference
- Broadbelt JS. Ion Activation for Peptides and Proteins. Anal Chem. 2016;88:30–51.
- Shaw JB, Li W, Holden DD, Zhang Y, et al. Complete protein characterization using top-down mass spectrometry and ultraviolet photodissociation. J Am Chem Soc. 2013;135:12646–12651.
- Cleland TP, DeHart CJ, Fellers RT, et al. High-throughput analysis of intact human proteins using UVPD and HCD on an Orbitrap mass spectrometer. J Proteome Res. 2017;15(5):2072–2079.
- Weisbrod CR, Zhuk E, Dunyach JJ, Schwartz JC. Performance considerations for ultraviolet photodissociation using the Nd:YAG 5th harmonic (213 nm). ASMS 2016;ThOB 10:10 am.
- Hoopman MR, Finney GL, MacCoss MJ. High-speed data reduction, feature detection, and MS/MS spectrum quality assessment of shotgun proteomics data sets using high-resolution mass spectrometry. Anal Chem. 2007;79(15):5620–5632.
- Fellers RT, Greer JB, Early BP, Yu X, LeDuc RD, Kelleher NL. ProSight Lite: Graphical software to analyze top-down mass spectrometry data. Proteomics. 2015;15(7):1235–1238.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Enhancing Ultraviolet Photodissociation Performance on a Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer for Small Molecule and Protein Analysis
2018|Thermo Fisher Scientific|Postery
Enhancing Ultraviolet Photodissociation Performance on a Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer for Small Molecule and Protein Analysis Dustin D. Holden, Jae C. Schwartz, Thermo Fisher Scientific, 355 River Oaks Parkway, San Jose, CA, USA, 95134 The laser…
Klíčová slova
lpt, lpttrapping, trappinguvpd, uvpdparking, parkinghalf, halflength, lengthflt, fltlife, lifelaser, laserfull, fullactivation, activationphotodissociation, photodissociationpulse, pulseubiquitin, ubiquitinrelative
Influence of Ion Storage Location and Multiple Fill/Laser Pulse Sequence on Top-down UVPD Using an Orbitrap Fusion Mass Spektrometer
2015|Thermo Fisher Scientific|Postery
† Poster Note 644 8 4 Influence of Ion Storage Location and Multiple Fill/Laser Pulse Sequence on Influence of ion storage location and multiple fill/laser pulse sequ Top-down UVPD Using an Orbitrap Fusion Chad R. Weisbrod†, Dustin D. Holden‡, John…
Klíčová slova
laser, laserpulse, pulseuvpd, uvpdcoverage, coveragesequence, sequencelpc, lpchpc, hpcenergy, energyioninjection, ioninjectionlaserpulse, laserpulseorbitrapfusion, orbitrapfusionmultiple, multipleion, ionfigure, figureions
MSUM: NEW on Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid MS
2016|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
NEW on Thermo Scientific™ Orbitrap Fusion™ Lumos™ Tribrid™ MS Stephane Houel, Ph.D. BioPharma Vertical Marketing The world leader in serving science NEW On Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos MS in 2017 ADVANCED PEAK DETERMINATION ALGORITHM RESULTS IN SIGNIFICANT IMPROVEMENT IN…
Klíčová slova
uvpd, uvpdapd, apdcoverage, coverageunique, uniqueetd, etdexisting, existingnew, newsystems, systemstrap, traplumos, lumosoptional, optionalpeptide, peptideproteomics, proteomicsfragmentation, fragmentationdeamidated
Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer with UVPD
2017|Thermo Fisher Scientific|Ostatní
Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribrid Mass Spectrometer with UVPD Designed to Fragment the Most Challenging Compounds New Opportunities for the Characterization of Intact Monoclonal Antibodies Top-down and middle-down mass spectrometry offer important advantages for the characterization of biotherapeutics with…
Klíčová slova
uvpd, uvpdethcd, ethcdetd, etdlumos, lumosmsn, msnorbitrap, orbitrapfusion, fusiontribrid, tribridtrap, trapantibodies, antibodiesmab, mabrevolutionizing, revolutionizingfragments, fragmentsdigestion, digestionspectrometer