ASMS vede il lancio di un nuovo massimo

Nov 23, 2023

NEW YORK – Alla conferenza annuale dell’American Society for Mass Spectrometry tenutasi questa settimana a Houston, Thermo Fisher Scientific e Bruker hanno entrambi presentato strumenti che potrebbero aumentare sostanzialmente la potenza delle analisi proteomiche.

I due strumenti offrono miglioramenti sia in termini di produttività che di profondità di copertura e dovrebbero affrontare le sfide in una vasta gamma di applicazioni di proteomica, comprese aree di ricerca particolarmente calde come gli esperimenti su singola cellula e basati sul plasma.

Il nuovo spettrometro di massa timsTOF Ultra di Bruker è l'ultima edizione della sua linea di strumenti timsTOF. Questi strumenti hanno visto una sostanziale adozione da parte dei ricercatori di proteomica da quando sono stati lanciati per la prima volta nel 2016, offrendo una dura sfida alla tecnologia Orbitrap di Thermo Fisher, che aveva dominato il settore per gran parte del decennio precedente.

Karl Mechtler, responsabile della proteomica presso l'Istituto di ricerca per la patologia molecolare di Vienna, ha affermato che il nuovo strumento ha riunito aspetti dell'attuale timsTOF SCP di Bruker, destinato all'analisi di singole cellule e altri campioni di piccolo volume, e del suo timsTOF HT, che è più mirato ad analisi proteomiche approfondite e ad alto rendimento di campioni sfusi, compreso il plasma.

L'Ultra migliora le capacità di analisi di piccoli campioni dell'SCP, consentendo anche l'analisi ad alte prestazioni di campioni più grandi, ha detto Mechtler, anche se ha suggerito che per campioni particolarmente complicati come il plasma il timsTOF HT sarebbe probabilmente ancora lo strumento migliore.

All'incontro ASMS di questa settimana, Bruker ha evidenziato la capacità dell'Ultra per la proteomica di singola cellula, in particolare, sottolineando nei materiali per la stampa che lo strumento può identificare circa 5.000 proteine ​​a livello di singola cellula e quantificare più di 4.800 proteine ​​con coefficienti di variazione inferiori 20 per cento.

Mechtler ha presentato all'incontro degli utenti di Bruker questa settimana i dati che il suo laboratorio aveva generato utilizzando lo strumento Ultra. Sull'Ultra, lui e i suoi colleghi sono stati in grado di misurare circa 6.000 gruppi di proteine ​​con un coefficiente di variazione medio del 10% in uno standard da 250 picogrammi (approssimativamente equivalente alla quantità di proteine ​​in una singola cellula) rispetto a circa 5.000 proteine ​​con un CV mediano del 12% utilizzando l’SCP. Osservando le singole cellule HeLa e K562 (in contrapposizione agli standard), il suo laboratorio ha identificato, rispettivamente, 3.803 e 3.221 proteine ​​utilizzando l'Ultra.

Mentre Ultra di Bruker è un aggiornamento di una piattaforma esistente, la nuova versione di Thermo Fisher, Orbitrap Astral MS, segna l'introduzione di una nuova tecnologia, l'analizzatore Astral (per traccia asimmetrica senza perdite) dell'azienda. Proprio come un analizzatore del tempo di volo (TOF), Astral misura il viaggio degli ioni lungo una traccia all'interno dello strumento e il loro arrivo sulla superficie di un rilevatore. Tuttavia, secondo l'azienda, l'Astral raggiunge una trasmissione degli ioni significativamente migliore rispetto a un tipico strumento TOF, con oltre l'80% degli ioni che raggiungono il rilevatore. Il sistema utilizza specchi ionici asimmetrici per formare una trappola elettrostatica aperta, creando un percorso lungo 30 metri lungo il quale gli ioni possono scorrere.

Lo strumento include anche un quadrupolo frontale e un analizzatore Orbitrap. L'analizzatore Astral offre una velocità di scansione fino a 200 Hz e una risoluzione di 80.000, mentre l'Orbitrap offre velocità di scansione fino a 40 Hz e una risoluzione fino a 480.000. L'opzione Biopharma di Orbitrap consente l'analisi di molecole fino a 8.000 m/z.

Gli orbitrap forniscono una risoluzione significativamente più elevata rispetto agli analizzatori TOF. Tuttavia, i TOF offrono velocità di scansione molto più elevate e negli ultimi anni molti ricercatori di proteomica si sono spostati verso questi strumenti più veloci. Come ha detto l'anno scorso a GenomeWeb Ben Orsburn, ricercatore di proteomica presso il dipartimento di farmacologia e scienze molecolari della Johns Hopkins University ed ex scienziato senior di applicazioni sul campo in proteomica per Thermo Fisher, l'alta velocità degli strumenti TOF come timsTOF di Bruker e ZenoTOF di Sciex ha reso possibile è difficile per lui tornare agli strumenti più lenti basati su Orbitrap.