HPST ChromAtoMol #3 - časopis nejen pro analytické laboratoře

Význam tématu

Současné analytické laboratoře čelí stále narůstajícím nárokům na citlivost, selektivitu i rychlost měření v komplexních matricích. Integrace pokročilých softwarových i hardwarových technik umožňuje překonat tradiční omezení, jako jsou spektrální interference v ICP-OES a ICP-MS, nízká účinnost ionizace v GC-MS, potíže s analýzou bazických látek v HPLC či vysoký dynamický rozsah proteinů v biologických vzorcích.

Cíle a přehled studie / článku

Speciální číslo časopisu ChromAtoMol #3 představuje přehled deseti odborných témat:

• Softwarová dekonvoluce FACT pro účinnou korekci pozadí v ICP-OES
• ICP-MS/MS (8800 ICP-QQQ) pro analýzu bez interferencí
• Agilent miRNA microarrays pro studium regulace genové exprese
• Praktický workshop CGH microarray analýzy
• SureVector – systém pro rychlé klonování v jednom kroku
• Imunodeplece plodové vody pro biomarkerový výzkum
• Spojení kapilární elektroforézy s hmotnostní spektrometrií
• Přístroje pro automatickou SPE extrakci
• Cílený screening a necílená LC-MS Q-TOF analýza
• Nový iontový zdroj HES ve static headspace GC/MS

Použitá metodika a instrumentace

V jednotlivých příspěvcích byly využity tyto klíčové nástroje:

• Agilent 5100/5300 ICP-OES a softwarová dekonvoluce FACT v ovladači ICP Expert II
• Agilent 8800 ICP-QQQ s oktapólovou kolizně-reakční celou; provozní módy On-Mass a Mass-Shift
• Agilent SurePrint miRNA microarrays a Bioanalyzer pro kontrolu kvality RNA
• Systém SureVector pro integraci genových fragmentů do vektorů
• MARS kolony pro imunodepleci vysoce zastoupených proteinů
• CE-ESI-MS (Agilent 7100 CE + QQQ/Q-TOF) pro analýzu polárních i nepolárních látek
• Automatizované SPE přístroje (Extrahera, SPE-DEX, SmartPrep, FreeStyle)
• Agilent 6530/6550 Q-TOF LC/MS pro cílený screening a necílenou analýzu; software MassHunter
• Agilent Poroshell HPH-C18 a HPH-C8 pro stabilní separaci bazických látek při pH až 11
• Agilent 5977B GC/MSD s High Efficiency Source (HES) a samplery 7697A pro static headspace

Hlavní výsledky a diskuse

• FACT umožňuje 0,6 pm rozlišení překrývajících se emisních čar, zvyšuje přesnost stanovení stopových kovů až 10×.
• ICP-MS/MS odstraňuje i dvojitě nabité interference (As, Se, S, Ti) bez nutnosti matematických korekcí; zlepšuje LOD a přesnost v komplikovaných matricích.
• miRNA microarrays vykazují v miRQC studii vysokou reprodukovatelnost, citlivost a snadnou customizaci designu; odolají nízkým vstupním množstvím RNA.
• Workshop CGH microarrays odhalil kompletní workflow od přípravy a značení DNA po skenování a analýzu v CytoGenomics.
• SureVector shrnuje klonovací kroky do 20min reakce s vysokou spolehlivostí, dovoluje rychlou customizaci vektorů.
• Imunodeplece MARS Hu-14 z plodové vody zvýšila počet identifikovaných biomarkerů téměř dvojnásobně.
• CE-MS spojuje vysoké rozlišení elektroforézy s MS identifikací, spotřeba vzorku ~10 nL, vhodné pro klinické i forenzní aplikace.
• Automatizovaná SPE řešení přinášejí reprodukovatelnost, vysoké výtěžnosti a šetří čas v rutině i vývoji metod.
• LC-MS Q-TOF strategie Auto MS/MS a All Ions MS/MS pokrývají cílené i necílené screeningy; Mass Profiler minimalizuje falešné objevy.
• HES zdroj v GC/MSD 5977B zlepšil LOD až 10×, stabilita signálu zařizuje robustní long-term monitoring VOC.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace těchto technologií přináší v laboratořích:

• Vyšší přesnost a spolehlivost výsledků v komplexních matricích
• Rychlé odstranění interferencí a snížení potřeby opakovaných měření
• Možnost cíleného i necíleného screeningu rozsáhlých souborů sloučenin
• Zrychlení vývoje biologických produktů (klonování, proteomika, genomika)
• Nižší spotřebu vzorků, chemikálií i času díky miniaturizaci a automatizaci
• Rozšíření detekčních limitů a dynamického rozsahu analýz

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj MS/MS modulů a kolizně-reakčních buněk pro rutinní anorganické i organické analýzy.
• Integrace multi-omics přístupů (proteomika, metabolomika, transcriptomika) ve společných instrumentálních platformách.
• Rozšíření softwarové autonomie datové analýzy – AI-řízená identifikace a statistická valorizace dat.
• Další miniaturizace a paralelizace extrakčních a separačních kroků (mikrofluidika, SPE-on-chip).
• Využití nových iontových zdrojů a iontové mobility pro lepší selektivitu a strukturovou analýzu.

Závěr

Číslo ChromAtoMol #3 představuje přehled nejmodernějších analytických přístupů, které zásadně zvyšují kvalitu a efektivitu laboratorních prací. Od softwarových dekonvolucí přes pokročilé MS techniky až po nové iontové zdroje a platformy pro molekulární analýzy – všechny prezentované metody nabízejí praktická řešení pro náročné aplikace i základní rutinní úlohy.

Reference

[1] Ambros V. Cell 2001, 107, 823–826.
[2] Moss E.G. Curr. Biol. 2002, 12, R138–140.
[3] Carthew R.W., Sontheimer E.J. Cell 2009, 136, 642–655.
[4] Mestdagh P. et al. Nat. Methods 2014, 11, 809–815.
[5] Bustin S.A. et al. Clin. Chem. 2009, 55, 611–622.