Tutaj prezentujemy i oceniamy protokół do tworzenia tanich kolumn do chromatografii cieczowej z odwróconymi fazami nanoprzepływowymi do charakteryzacji peptydów przy użyciu proteomicznych przepływów pracy LC-MS/MS.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Tutaj prezentujemy i oceniamy protokół do tworzenia tanich kolumn do chromatografii cieczowej z odwróconymi fazami nanoprzepływowymi do charakteryzacji peptydów przy użyciu proteomicznych przepływów pracy LC-MS/MS.
Wysoka złożoność występująca w próbkach biologicznych wymaga separacji chromatograficznych o wysokiej czułości i rozdzielczości, aby mogły być skutecznie analizowane. W tym miejscu przedstawiamy solidny, powtarzalny i niedrogi protokół przygotowania kolumn do wysokosprawnej chromatografii cieczowej z odwróconymi fazami nanoprzepływowymi (RP-HPLC) do separacji on-line peptydów analitycznych przed wprowadzeniem i wykryciem przez spektrometr mas w tradycyjnych przepływach pracy proteomiki oddolnej. W zależności od celu eksperymentu i właściwości chemicznych rozdzielanych analitów, optymalne parametry kolumn mogą różnić się ich średnicami wewnętrznymi lub zewnętrznymi, długością, wielkością cząstek, wielkością porów, składem chemicznym cząstek fazy stacjonarnej oraz obecnością lub brakiem zintegrowanego emitera elektrorozpylania na końcówce. Własny system pakowania kolumn nie tylko umożliwia szybkie wytwarzanie kolumn o pożądanych właściwościach, ale także znacznie obniża koszty procesu. Zoptymalizowany protokół pakowania kolumny C18 AQ (wodnej) ze stopionej krzemionki jest kompatybilny z szeroką gamą przyrządów do chromatografii cieczowej w celu uzyskania skutecznej separacji analitów.
Kolumny HPLC ogromnie przyczyniły się do produktywności w dziedzinie badań farmaceutycznych, medycznych i środowiskowych1,2,3,4. Dostęp do wysokiej jakości kolumn chromatograficznych jest kluczowym krokiem we frakcjonowaniu złożonych analitów. W proteomice shotgun wysoka czułość analityczna jest rutynowo osiągana przez sprzężenie spektrometrii mas (MS) jonizacji elektrorozpylania (ESI) z chromatografią nanoprzepływową5,6,7,8. Skuteczna separacja tysięcy peptydów ma kluczowe znaczenie w tym zastosowaniu, ponieważ pozwala spektrometrowi mas na identyfikację i ilościowe określenie analitów z wysoką czułością i rozdzielczością.
Dziedzina upakowania kolumn do zastosowań spektrometrycznych mas odnotowała ogromny wzrost w ostatnich latach dzięki postępom w zrozumieniu podstawowych zasad upakowania kolumn związanych z morfologią fazy stacjonarnej, interakcjami rozpuszczalnik-cząstka i projektowaniem sprzętu, umożliwiając szczegółową charakterystykę szerokiego zakresu biomolekuł w złożonych ustawieniach biologicznych9,10,11,12,13,14. Wysiłki mające na celu zwrócenie uwagi na praktyczne aspekty pakowania kolumn analitycznych do celów LC-MS utorowały drogę laboratoriom proteomicznym do opracowania własnych systemów pakowania, które spełniają ich specyficzne zainteresowania z obietnicą maksymalnej wydajności15,16,17,18.
Kolumny nanospray o średnicach wewnętrznych w zakresie 50-150 μm i zwężających się końcach są dobrze przystosowane do jonizacji elektrorozpylanej. W dziedzinie proteomiki typu shotgun separacje są zwykle przeprowadzane przy użyciu gradientu rozpuszczalnika przepływającego przez upakowaną niepolarną fazę stacjonarną, najczęściej hydrofobową krzemionkę związaną łańcuchem węglowym (C8-C30) o rozmiarach cząstek wahających się od 1,7 do 3,5 μm19,20,21,22. Anality eluujące są emitowane przez emiter ESI zintegrowany z kolumną, który zapewnia miękką jonizację analitów w fazie roztworu do jonów gazowych. Sprzężenie kolumn ciekłych z ESI-MS znacznie przyczyniło się do postępu w zastosowaniu tandemowej spektrometrii mas w strategiach proteomicznych w naukach biomedycznych.
Kolumny LC o wąskich średnicach wewnętrznych skutkują węższymi pikami chromatograficznymi i wyższą czułością w porównaniu do kolumn mikroprzepływowych o większej średnicy, a zatem są szczególnie korzystne w proteomicznych przepływach pracy. Chociaż dostępne na rynku wstępnie zapakowane kolumny LC są atrakcyjną opcją ze względu na ich wygodę i łatwość użytkowania, mogą być zbyt drogie i mniej elastyczne niż opcje wewnętrzne. Celem tej pracy jest opisanie technicznie prostego i taniego podejścia do pakowania gnojowicy w celu przygotowania kolumn HPLC o odwróconej fazie o wąskiej średnicy wewnętrznej przy użyciu kapilar ze stopioną krzemionką i zbudowanego we własnym zakresie systemu bomb ciśnieniowych do zastosowań proteomicznych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie końcówki kapilarnej
2. Polimeryzacja/trawienie końcówki
3. Przygotowanie fazy stacjonarnej
4. Pakowanie kolumny z fazą stacjonarną
5. Wykończenie kolumny i wykonanie frytki
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Aby ocenić wydajność kolumn, 750 ng trawienia peptydów tryptycznych przygotowanych z lizatów całych komórek HEK293 zostało pofrakcjonowanych online przy użyciu kapilary z topionej krzemionki o długości 25 cm, 75 μm, wypełnionej we własnym zakresie cząstkami ReproSil-Pur 120 C18-AQ, zgodnie z opisem w protokole. Przed załadowaniem próbki kolumnę przemyto przy użyciu 6 μl mieszaniny acetonitrylu, izopropanolu iH2Ow stosunku 6:2:2 i wstępnie zrównoważono buforem A (bufor A: woda z 3% DMSO). Trawienie peptydów try...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Nowoczesne strategie proteomiczne opierają się na wysokiej jakości separacjach chromatograficznych w celu skutecznej analizy złożonych systemów biologicznych. W związku z tym wysokowydajne i ekonomiczne nanoprzepływowe kolumny cieplne są kluczowymi elementami udanego reżimu tandemowej spektrometrii mas, którego celem jest scharakteryzowanie tysięcy białek w jednym przepływie pracy.
W tym badaniu oceniliśmy wydajność i niezawodność szeregu kolumn LC dla LC-MS/MS wykonanych przy użyciu protokołu...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez grant National Institutes of Health GM089778 dla J.A.W.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 99,99% Kwas formamidowy | Sigma-Aldrich | do produkcji | |
| lampy alkoholowej | Dowolna marka | Do dostarczania ciepła | |
| Ogniwo ciśnieniowe helu Brechbuehler | BioSurplus | do kolumny pakującej | |
| Ceramiczny obcinak kolumnowy | Dowolna marka | do cięcia kapilary krzemionkowej | |
| Dimetylosulfotlenek (DMSO) ≥ 99% | Sigma-Aldrich | Przechowywany w łatwopalnej szafie | |
| Formamid ≥ 99,5% | Sigma-Aldrich | do produkcji fryty | |
| Kwas fluorowodorowy (HF) (50%) | Fisher Scientific | do otwarcia emitera po polimeryzacji | |
| KASIL (roztwór krzemianu potasu) | PQ Corporation | do produkcji fryty | |
| Orbitrap Fusion Lumos | Thermo Fisher Scientific | do akwizycji danych | |
| MS Ściągacz laserowy P2000 Sutter | do ciągnięcia kapilary | ||
| PTFE 1/16" Tuleja 0,4 mm ID (długa) do łącznika rurki | Chromre | 214104 | Do ustawiania bomby |
| Reprosil-Pur 120 C18-AQ, 1,9 um, 1g | Dr. Masch GmbH | r119.aq.0001 | Partia 5910 |
| dowolnej marki | Do inicjowania polimeryzacji | ||
| Złączka rurowa ze stali nierdzewnej, złączka sześciokątna, 1/4 cala. Żeński NPT | Swagelok | SS-4-HCG | do ustawiania bomby |
| TSP075375 topionej krzemionki, 75 i mikro; m ID x 360 &mikro; OD | MOLEX/Polymicro | 1068150019 | Do rur kolumnowych |
| Ultimate 3000 UHPLC | Dionex | HPLC typ |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie