High-throughput capillary-flow LC-MS proteomics with maximum MS utilization
Technické články | 2018 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
V moderní proteomice roste potřeba rychlých a citlivých LC-MS metod, které zvládnou stovky vzorků denně. Konvenční nanoLC se sice vyznačuje vysokým rozlišením, ale dlouhými gradienty a výrazným prostoji pro mytí a ekvilibraci kolony omezuje propustnost. Tento přístup omezuje aplikace v klinickém výzkumu, QA/QC i v potravinářské analýze, kde se vyžaduje vysoká vzorkovací frekvence a nízká spotřeba vzorku.
Autoři představují high-throughput kapilární LC-MS protokol s využitím standardní platformy UltiMate 3000 RSLCnano. Cílem bylo zkrátit dobu jedné analýzy na 8 minut při zachování vysokého rozlišení a citlivosti a s maximalizací využití hmotnostního spektrometru (MS-utilization) na 75 %.
Metoda kombinuje online předkoncentraci na trapu, rychlou eluci gradientem 8–35 % ACN/0,1 % FA a automatizované mytí injektoru mezi analýzami. Klíčové parametry:
Metoda umožňuje 180 analýz denně, přičemž 6 minut z 8 min pipelinu představuje aktivní měření peptidů. Retenční časy vybraných druhů HeLa peptidů mají standardní odchylku < 0,1 min, variability ploch pod 10 % a šířky FWHM < 3 s. Při DDA režimu (TOP40, 14 ms IT) generuje Q Exactive HF-X > 10 000 MS/MS dat za vzorek a identifikuje ~ 6200 PSMs z 200 ng digestu. Metrics carryover pod < 0,2 %.
Rychlá výměna vzorků a vysoké MS-využití umožňuje aplikaci v biomarker screeningových studiích, populaci proteomiky, QA/QC v biobankách i potravinářské kontrole. Nízký průtok minimalizuje spotřebu vzorku a rozpouštědel, přičemž systém zůstává kompatibilní s hlubokou nanoLC a mikro-flow metodami.
Očekává se další rozvoj hybridních přístupů kombinujících ultrarychlou kapilární separaci s ion‐mobility nebo paralelním MS/MS. Dále se otevírají aplikace v klinické rutinní diagnostice a integraci s pokročilou datovou analýzou pomocí strojového učení.
Popsaná high-throughput kapilární metoda dosahuje jedinečného poměru rychlosti, citlivosti a propustnosti, aniž by bylo nutné měnit základní hardware nano-LC-MS platformy. Umožňuje kontinuální analýzu stovek vzorků denně s vysokou reprodukovatelností a minimálním carryover.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
V moderní proteomice roste potřeba rychlých a citlivých LC-MS metod, které zvládnou stovky vzorků denně. Konvenční nanoLC se sice vyznačuje vysokým rozlišením, ale dlouhými gradienty a výrazným prostoji pro mytí a ekvilibraci kolony omezuje propustnost. Tento přístup omezuje aplikace v klinickém výzkumu, QA/QC i v potravinářské analýze, kde se vyžaduje vysoká vzorkovací frekvence a nízká spotřeba vzorku.
Cíle a přehled studie / článku
Autoři představují high-throughput kapilární LC-MS protokol s využitím standardní platformy UltiMate 3000 RSLCnano. Cílem bylo zkrátit dobu jedné analýzy na 8 minut při zachování vysokého rozlišení a citlivosti a s maximalizací využití hmotnostního spektrometru (MS-utilization) na 75 %.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda kombinuje online předkoncentraci na trapu, rychlou eluci gradientem 8–35 % ACN/0,1 % FA a automatizované mytí injektoru mezi analýzami. Klíčové parametry:
- Kapilární kolona 15 cm × 75 µm, 3 µm částice (EASY-Spray ES800)
- Flow rate gradientu 1,5 µl/min, loading 150 µl/min (6 s transfer fragmentu)
- Automatizované mytí injektoru 25 µl 100 % ACN/0,1 % FA
- Eluce v rozmezí 0–6,8 min, mytí a ekvilibrace 6,8–8,0 min
Použitá instrumentace
- UltiMate 3000 RSLCnano
- ProFlow průtokoměr
- Thermo Scientific Q Exactive™ HF-X
- EASY-Spray™ ES800 kapilární kolony a nanoViper™ spojky
- Xcalibur™, Chromeleon™ CDS a Proteome Discoverer™ 2.2
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda umožňuje 180 analýz denně, přičemž 6 minut z 8 min pipelinu představuje aktivní měření peptidů. Retenční časy vybraných druhů HeLa peptidů mají standardní odchylku < 0,1 min, variability ploch pod 10 % a šířky FWHM < 3 s. Při DDA režimu (TOP40, 14 ms IT) generuje Q Exactive HF-X > 10 000 MS/MS dat za vzorek a identifikuje ~ 6200 PSMs z 200 ng digestu. Metrics carryover pod < 0,2 %.
Přínosy a praktické využití metody
Rychlá výměna vzorků a vysoké MS-využití umožňuje aplikaci v biomarker screeningových studiích, populaci proteomiky, QA/QC v biobankách i potravinářské kontrole. Nízký průtok minimalizuje spotřebu vzorku a rozpouštědel, přičemž systém zůstává kompatibilní s hlubokou nanoLC a mikro-flow metodami.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozvoj hybridních přístupů kombinujících ultrarychlou kapilární separaci s ion‐mobility nebo paralelním MS/MS. Dále se otevírají aplikace v klinické rutinní diagnostice a integraci s pokročilou datovou analýzou pomocí strojového učení.
Závěr
Popsaná high-throughput kapilární metoda dosahuje jedinečného poměru rychlosti, citlivosti a propustnosti, aniž by bylo nutné měnit základní hardware nano-LC-MS platformy. Umožňuje kontinuální analýzu stovek vzorků denně s vysokou reprodukovatelností a minimálním carryover.
Reference
- Meding S., Boychenko A. Capillary Flow LC-MS Unites Sensitivity and Throughput. Chromatography Today. 2016;43–45.
- Steinhilber A.E. et al. Mass Spectrometry-Based Ruminant Processed Animal Proteins in Vegetal Feeds. Anal. Chem. 2018;90(6):4135–4143.
- Boychenko A. et al. Sensitive, Fast and Robust Quantification of Antibodies in Complex Matrices by Capillary Flow UHPLC and High-Resolution Accurate-mass MS. PN-64787.
- Thermo Fisher Scientific. UltiMate 3000 RSLCnano System – Versatility and Performance. BR-71898. 2016.
- Thermo Fisher Scientific. Comprehensive and versatile low-flow UHPLC system for routine and advanced LC-MS applications. PS-71899.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
High-throughput tandem capillary-flow LC-MS for maximum MS utilization
2018|Thermo Fisher Scientific|Technické články
TECHNICAL NOTE 72827 High-throughput tandem capillary-flow LC-MS for maximum MS utilization Authors Contents Alexander Boychenko1, Christopher Pynn1, Bart van den Berg1, Wim Decrop1, Mike Baynham2, Martin Ruehl1 1. Introduction..............................................................................................2 Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany 1 Thermo Fisher Scientific, Runcorn, UK…
Klíčová slova
tandem, tandemthermo, thermoscientific, scientificsheathed, sheathedpump, pumpnanoviper, nanovipercapillary, capillarysetup, setupnano, nanoflow, flowusing, usingthroughput, throughputproteomics, proteomicsproperty, propertycolumn
Tandem nanoLC-MS: maximum MS utilization for deep-dive proteomic analysis
2019|Thermo Fisher Scientific|Technické články
TECHNICAL NOTE 72899 Tandem nanoLC-MS: maximum MS utilization for deep-dive proteomic analysis Table of Contents Authors Christopher Pynn , Alexander Boychenko1, Wim Decrop1, Mike Baynham2, Peter Jehle1, Martin Ruehl1 1 Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany 1 Thermo Fisher Scientific, Runcorn,…
Klíčová slova
loading, loadingpump, pumpnanolc, nanolctandem, tandemloop, loopnano, nanowash, washcomment, commentcolumn, columnvici, vicisample, samplepeptide, peptidevalve, valveproteomics, proteomicsflow
Tailored high-throughput low-flow LC-MS methods for large sample cohort analysis
2019|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
TECHNICAL NOTE No. 73208 Tailored high-throughput low-flow LC-MS methods for large sample cohort analysis Authors: Alexander Boychenko1, Christopher Pynn1, Tabiwang N. Arrey2, Runsheng Zheng1, Wim Decrop1, Peter Jehle1 Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany 2 Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany 1…
Klíčová slova
throughput, throughputserum, serumcrude, crudedigest, digesthela, helathermo, thermomethods, methodsscientific, scientifictailored, tailoredwere, werehigh, highflow, flownanolc, nanolcprotein, proteinfluidic
Raise your nano LC-MS performance with new Thermo Scientific solutions
2016|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Raise your nano LC-MS performance with new Thermo Scientific solutions 8 February 2016 The world leader in serving science Content The Thermo Scientific™ nano LC portfolio • Thermo Scientific™ UltiMate™ 3000 RLSCnano with New ProFlow™ technology • General system overview…
Klíčová slova
nano, nanoproflow, proflowflow, flowthroughput, throughputproteomics, proteomicsquantification, quantificationlabel, labelpeak, peakpressure, pressureretention, retentionifc, ifcshotgun, shotgundigest, digesthigh, hightechnology