Orbitrap Astralを使用したハイスループットプロテオミクスの変曲点：バイオ流体、細胞、および組織の分析

このテクニカルノートは、バイオ流体、細胞、および組織全体の軌道とアストラルの質量分析装置の新しい組み合わせのための包括的なプロテオミクスワークフローを提示します。ワークフローの中心は、細胞および組織溶解の適応焦点音響（AFA）テクノロジーの統合であり、ハイスループットの方法で堅牢で再現可能なサンプル調製を確保しています。さらに、タンパク質消化のための洗剤互換のシングルポット、固相強化サンプル調製（SP3）方法を自動化しました。これは、精製と消化ステップを組み合わせてサンプルの損失を減らし、効率を改善することでプロセスを合理化する技術です。これらの高度な方法論の相乗効果は、細胞と組織分析のための堅牢でハイスループットのアプローチを促進します。これは、翻訳研究における重要な考慮事項です。この作業は、プラットフォームワークフローを普及させ、有効性を分析し、結果の再現性を示し、バイオマーカーの発見と疾患の病理におけるこれらの技術の可能性を強調しています。データに依存しない獲得モードによる細胞および組織（心臓、肝臓、肺、および腸）のタンパク質分析の場合、10,000を超えるタンパク質を超える識別は、24分間の活性勾配で達成できます。複数の勾配にわたる200 ngのHeLaダイジェストでは、タンパク質の平均80％以上が20％未満であり、45分間のランは発現プロテオームの約90％をカバーしています。ナイーブ、枯渇、過塩酸沈殿、およびSEERナノ粒子を含むプラズマサンプルでは、​​すべて24分間の勾配長で、216 FDA承認の循環タンパク質バイオマーカーのうち87、108、96、および137を特定しました。この完全なワークフローにより、プロテオームの大規模なスワスを特定できるようになり、多様なサンプルタイプ間で互換性があります。

This technical note presents a comprehensive proteomics workflow for the new combination of Orbitrap and Astral mass analyzers across biofluids, cells, and tissues. Central to our workflow is the integration of Adaptive Focused Acoustics (AFA) technology for cells and tissue lysis, to ensure robust and reproducible sample preparation in a high-throughput manner. Furthermore, we automated the detergent-compatible single-pot, solid-phase-enhanced sample Preparation (SP3) method for protein digestion, a technique that streamlines the process by combining purification and digestion steps, thereby reducing sample loss and improving efficiency. The synergy of these advanced methodologies facilitates a robust and high-throughput approach for cells and tissue analysis, an important consideration in translational research. This work disseminates our platform workflow, analyzes the effectiveness, demonstrates reproducibility of the results, and highlights the potential of these technologies in biomarker discovery and disease pathology. For cells and tissues (heart, liver, lung, and intestine) proteomics analysis by data-independent acquisition mode, identifications exceeding 10,000 proteins can be achieved with a 24-minute active gradient. In 200ng injections of HeLa digest across multiple gradients, an average of more than 80% of proteins have a CV less than 20%, and a 45-minute run covers ~90% of the expressed proteome. In plasma samples including naive, depleted, perchloric acid precipitated, and Seer nanoparticle captured, all with a 24-minute gradient length, we identified 87, 108, 96 and 137 out of 216 FDA approved circulating protein biomarkers, respectively. This complete workflow allows for large swaths of the proteome to be identified and is compatible across diverse sample types.