低丰度生物大分子的高灵敏度电荷去卷积算法

2022-07-15 10:30:57, PMI 连浩志

今天给大家介绍下Byos Intact Mass 模块的部分功能，相信大家在日常表征工作中经常会碰到这样的问题：在进行糖型较复杂的抗体的分子量实验分析时，部分较低比例(<5%)的糖型异质体难以进行鉴定和定量，导致这个问题的原因很多，比如质谱仪离子传输效率，背景噪音，多组分共流出等，这边我们通过PMI与Janssen合作的相关工作来向大家展示Byos Intact mass 模块如何快速准确对较低比例(<5%)的蛋白异质体进行鉴定和定量。
（视频内容与文章内容相同）

我们分别使用了Agilent  RapidFire360-6545XT qTOF , Waters Vion QTOF, Thermo Orbitrap Exploros 4803台质谱仪采集数据，所用样品为具有两条不同重链的双抗，所有数据均使用PMI Intact mass模块进行数据分析。


在分子量的分析流程中，多价态去卷积是非常重要的，它能够将多价态信号转换为中性质量数，进而完成分子量的鉴定和定量。目前大多数算法采用正向的形式，即迭代计算质量数和价态分布进而与实际谱图进行匹配鉴定，这可能会导致结果中存在假阳性信号，在Byos Intact mass模块中我们采取了反向的形式，直接对实际数据进行价态计算并并生成质量数，进而与数据库进行匹配，这种方式的好处是所得的质量数结果均可以在原始谱图中找到并验证。同时结合价态分布过滤的功能，使得反向算法对于复杂样品和native mass数据都有优秀的去卷积能力。


这边是低比例糖型异质体的结果，在图3中，对32次重复进样的数据进行分析，HC2+Man5这种低比例糖型异质体均能被鉴定到，重复性很好，图4展示了其中一个数据，去卷积图上任意一个结果均会在原始数据中自动标注价态轮廓，方便大家审核数据。在图5中展示了Man5理论比例与实测值的对比，在价态分布过滤功能的帮助下，实测值能够接近理论比例并具有重现性。
在图6中，HC_1相关组分在色谱中存在拖尾至7min，对比3-4min和6-7min，在信号降低约12倍的情况下，Byos Intact mass模块仍然能鉴定并定量相关组分。


三硫键也是我们日常分析中常见的，它与HHL型的异质体相关联，从图7与图8可以看出，当我们使用H2S对样本进行处理后，在去卷积结果中，HHL比例大幅上升。


为了进一步验证加他分布过滤的作用，我们使用了模拟的数据进行验证，从图10和图11可以看出，价态分布过滤对于定量的准确性有很好的提升。

PMI为多类质谱的双特异性抗体开发提供了自动化、高通量的工作流程。 
与其他去卷积算法一样，由于噪声的原因，低丰度异质体定量偏低，我们通过价态分布过滤功能在很大程度上纠正了这个问题。 
三硫键与错配相关，特别是HHL形式。

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