Rapid Proteomic Analysis Using 1 mm Scale Chromatography, Providing the Required Throughput for Large Cohort Studies

Význam tématu

V klinické a populační proteomice je klíčové rychlé a reprodukovatelné zpracování velkého počtu vzorků. Tradiční nanoflow chromatografie poskytuje vysokou citlivost, ale dlouhé doby běhu brání vysoké propustnosti laboratorních workflow.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit aplikovatelnost 1 mm chromatografie spojené s hmotnostním spektrometrem SYNAPT XS v režimu HDMSE pro středně komplexní proteomické vzorky (E coli a lidská plazma). Hlavním parametrem bylo zvýšení propustnosti až šestinásobně při zachování počtu identifikovaných proteinů a peptidů na úrovni nanoflow konfigurací.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatograf ACQUITY UPLC I-Class PLUS s kolonkou Peptide CSH C18 1 mm×100 mm
• Srovnávací konfigurace 300 µm×100 mm a 75 µm×250 mm
• Mobilní fáze A – voda s 0.1 FA, B – acetonitril s 0.1 FA, gradient 3–35 B
• Injekce E coli od 0.1 do 5 µg dle průměru kolony, plazma 3.5 µg v triplikátu
• Mass spektrometr SYNAPT XS v režimu HDMSE
• Data zpracována v Progenesis QI for Proteomics a Skyline

Hlavní výsledky a diskuse

• Doba analýzy se zkrátila ze 90 na 15 min při průměru 1 mm
• FWHM šířka peaku 0.03–0.04 min a šířka na 10 výšky 0.05–0.07 min
• Počet identifikovaných proteinů a peptidů byl u všech tří průměrů srovnatelný
• CV retencí iRT peptidů 0.05 , CV ploch peptidů většinou pod 20

Přínosy a praktické využití metody

• Šestinásobný nárůst propustnosti bez ztráty kvality dat
• Vhodné pro masové studie klinické proteomiky a farmakokinetiky
• Simplifikovaná obsluha a nižší riziko provozních poruch oproti nanoscale LC

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na další biologické matrixy a biomarkery
• Optimalizace gradientů pro další zkrácení analýzy
• Implementace pokročilých algoritmů a strojového učení pro vyšší automatizaci zpracování dat

Závěr

1 mm škálová chromatografie se SYNAPT XS poskytuje vysokou kvalitu proteomických dat pro středně komplexní vzorky při výrazném zkrácení doby analýzy a zachování počtu identifikací, což ji činí vhodnou pro velké kohortní studie.

Reference

• Bruderer et al Mol Cell Prot 2019 18 (6) 1242–1254
• Bennike et al J Proteome Res 2019 17 (5) 1983–1992
• Hughes et al Waters Application Note 2018 720006388EN