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声音专栏 | 今天我们聊一聊以综合实力胜出的MicroFlow LC

2019-05-06 17:03 SCIEX公司

sciex MicroFlow LC

近两期婷视角节目将详细解析MicroFlow技术和MicroLC,让我们一起看看这项技术如何“以综合实力胜出”?

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文章结构

1. 什么是MicroLC? 优势是什么?

2. MicroLC解决什么问题?

2-1. MicroLC提高哪些化合物的灵敏度?

2-2. 多目标化合物测定,MicroLC灵敏度表现如何?

3. 本期总结和下期内容介绍

本期内容

1、什么是MicroLC? 优势是什么?

MicroLC, 顾名思意,就是微升流速液相色谱法(Microflow Liquid Chromatography),英文简称MFLC。一提到MicroLC, 我们自然会想到HPLC(High Performance Liquid Chromatography,高效液相色谱法)和NanoLC(Nanoflow Liquid Chromatography,纳升流速液相色谱法)。

那么,我们先掰扯掰扯这三兄弟在流速和质谱应用上的不同。HPLC,常用流速为200-800 µL/min,大家都知道它和质谱联用的普遍性;NanoLC,常用流速一般100-600nL/min,常用于蛋白组学研究,这主要是因为:ESI离子源,流速越低,其灵敏度越高。因此,NanoLC能显著提高酶切肽段的检测灵敏度,从而提高蛋白覆盖率。虽然NanoLC能提高ESI源的灵敏度,但其流速太低,导致了其样品测定通量低的缺点。举个例子:蛋白组学样品一般的进样时间为2-4h,样品量一大,这样的通量显然是不够的。

MicroLC, 常用流速为5-10 µL/min, 一方面和HPLC相比,它能显著提高ESI检测化合物的灵敏度,且节省溶剂;另一方面和NanoLC相比,它又能显著提高样品检测通量,且上手简单;因为MicroLC有其在灵敏度和通量上的综合应用优势,也自然越来越受到科研、工业界的认可。

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2、MicroLC解决什么问题?

说了这么多,MicroLC到底能解决什么问题呢?我们从二个问题入手,获取一些感性和理性体验。

第一个问题,MicroLC能提高哪些化合物的灵敏度呢?

在肽类和蛋白类化合物检测方面,文献报道[1]:检测单抗药物英夫利昔的特异性酶切肽段,50 ng/mL血浆添加,MicroLC和HPLC比较,S/N提高16倍;另一个肽类药物[2] “胰高血糖素”,0.5 ng/mL血浆添加,MicroLC和HPLC比较,胰高血糖素的绝对信号提高了10倍,同时噪音也提高了2倍,最终S/N提高5倍。

在小分子检测方面,抗癌药“甲氨蝶呤”,文献报道[3]:MicroLC和HPLC方法比较,血浆样本添加,S/N提高14倍,且MicroLC结果完全满足US FDA的法规要求。同时,文章作者也发现:MicroLC明显减少源内污染,且减少20倍的流动相消耗量。

结合上述3个案例和我个人的经验,针对ESI源,无论大、小分子,MicroLC能提高80%-90% 检测化合物的绝对信号,注意这里说的是绝对信号;关于S/N提高的倍数,则需要查看化合物是否有强的样品基质干扰或本底噪音。对于干扰小的化合物,大比例提高S/N的可能性更大。所以,如果你的前处理是使用SPE,液液萃取,相比沉淀蛋白,就更有希望用MicroLC方法来提高灵敏度了。

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图1. MFLC提高化合物灵敏度:(A) 血浆中0.5 ng/mL胰高血糖素【2】, MFLC灵敏度提高5倍;(B)血浆中50 ng/mL单体药英夫利昔【1】, MFLC灵敏度提高16倍;(C) 血浆中甲氨蝶呤测定【3】,MFLC灵敏度提高14倍;

第二个问题,当同时测定多目标化合物时,MicroLC表现如何呢?

文献[4]报道使用MicroLC一针进样,正、负切换,运行时间30min测定代谢组学“中心碳代谢”通路上的312个极性化合物,共363个 MRM离子对;结果展示:以尿液样本为例,和HPLC比较, MicroLC方法将34%的化合物S/N提高了2-5倍, 35%的化合物提高了5-20倍 , 剩下31%的化合物提高了1-2倍;灵敏度的提高带来的直接收益就是:在实际样本测定中, 和HPLC比较,MicroLC在血浆,尿液和细胞样本中目标化合物的检出覆盖率分别提高了11%,31%和50%。

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图2. MicroLC组学样品应用:(A)中心碳代谢靶向组学【4】,69% 的检测化合物,S/N提高了2-20倍;(B)灵敏度提高带来的直接收益是:和HPLC比较,MicroLC在血浆,尿液和细胞样本中目标化合物的检出覆盖率分别提高了11%,31%和50%。

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本期总结和下期内容介绍

通过上面两个实例, 我们了解到:与HPLC比较,MicroLC在ESI源的靶向化合物定量中,能显著提高大部分化合物的灵敏度。如果您有化合物灵敏度的困扰,可以考虑试试MicroLC系统。本期内容,就到这结束了, 希望对您有所帮助。下期内容中,一方面,我将介绍MicroLC在非靶向研究中的应用,另一方面,与NanoLC比较,MicroLC在工业化大样本量蛋白组学研究中会有什么应用呢?敬请期待下期节目!

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【参考文献】

1. Improving Sensitivity for an Immunocapture LC-MS Assay of Infliximab in Rat Plasma Using Trap-and-Elute MicroLC-MS;

Remco van Soest and Lei Xiong; Sciex Technote;

2. Sensitive Quantitation of Glucagon in Rat Plasma with Trapand-Elute MicroLC-MS;

Remco van Soest and Lei Xiong; Sciex Technote;

3. The advantages of microflow LC–MS/MS compared with conventional HPLC–MS/MS for the analysis of methotrexate from human plasma;

Chad C Christianson, Casey JL Johnson & Shane R Needham; Future Science;

4. Microflow Chromatography Provides Improved Sensitivity and Coverage of Polar Metabolites for Targeted Metabolomics;

Khatereh Motamedchaboki and Baljit K. Ubhi; Sciex Technote;




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