文艺复兴时期的微流液相色谱质谱?

作为精密医学驱动器的发展更有针对性的药物,对于更复杂的生物标志物分析的需求也在增加,因此研究人员正努力开发新技术,是健壮的,高度敏感,并使用更小的样本册。

液相色谱法结合质谱分析(质)是广泛使用的分离、识别和量化的物质在生物样本。第一步包括泵在高压通过色谱柱样品制备。

“真的,有三种液相色谱中使用的惯例——nanoflow标准流微流,这被看作是一个妥协,”说斯科特·德纳姆副质谱仪核心经理在爱丁堡的临床研究机构。

每个类型的列的大小和流量的选择,标准流程通常青睐它的速度和鲁棒性,nanoflow敏感性。虽然没有普遍的微流的定义,它介于两者之间。

尽管自1970年代以来,微流尚未广泛采用质谱实验室——但它可能正在经历一场复出。

娜塔莉·荷马博士质谱核心经理在同一实验室在爱丁堡,解释了为什么他们最近决定投资一个新的仪器:“我们一直在探索微流的概念作为一个额外的工具在我们的装备——指导我们的想法是敏感性的增加,利用小样本容量的可能性。”

微流提供了一个“中间地带”的速度和灵敏度

标准流技术都非常受欢迎,因为他们提供速度和鲁棒性,而nanoflow提供最终的敏感性——这增加由于极少量的液体进入离子源在一个给定的时间,从而导致更有效的离子形成。

“我们使用nanoflow分析蛋白质和他们的转录后修饰,所以我们需要非常敏感的分析技术,”解释道佩德罗Cutillas博士图灵研究员Alan Turing学院在伦敦。

但其缺点包括复杂性和运行缓慢——nanoflow方法可以花费几个小时的时间。

“我们必须使用非常狭窄的毛细血管,因此我们可以堵塞的问题,我们需要更长的时间列平衡和条件,以便对吞吐量的影响,“Cutillas说。

标准流方法要快得多,但回报是灵敏度的损失。

“微流的坐在中间地带——尽管这不是nanoflow一样敏感,它更快,”德纳姆说。

提高水平的敏感性微流是有针对性的,但可以明显比标准流。

“举例来说,我们最近看一些小分子类固醇——看到20倍信号改进,”德纳姆说。

从理论上讲,可能会有增加灵敏度更高与其它分子——尽管灵敏度改进是指注射等量的样品。

”,但这是不可能的使用直接注入微流——你将超过列的能力,”德纳姆说。

为了注入等效量标准要求使用一个二维的方法称为流动trap-and-elute。

提高鲁棒性的微流

然而,尽管不像nanoflow繁琐,所需的额外的复杂性进行微流意味着更大的可能出错的事情——诊断泄漏仍在其最大的挑战之一。

“使用标准流方法,便于操作员身体“看到”如果在微流系统泄漏——但是,你不知道你有一个泄漏,因为它是如此低的流量——所有你看到的是色谱法看起来怪异的或错误的,”德纳姆说。

但是软件在许多系统改进,现在可以告诉如果有泄漏——和其他改进技术也有助于提高其鲁棒性。

“例如,我们转向一种新的油管这意味着我们可以确保没有死体积在阀门和列之间的联系——这非常重要,”德纳姆解释道。

在这样的帮助下进步,微流提供了有吸引力的机会更健壮的、高通量分析,灵敏度比标准流。

“这不是直到最近它被认为是强大的足以做高通量有针对性的分析,这是你通常做什么在生物分析实验室,”德纳姆解释道。

提供更多的价值,更少的浪费

微流还提供了潜在的使用减少了样品卷相比标准流。

“我们可以采取相同数量和获得更大的敏感性,或使用更少的样本,得到同样的敏感性,”德纳姆说。

使用低量达到相同的结果可以作为改善同样重要的考虑灵敏度,使研究人员能够从他们宝贵的临床样本中提取更多的信息。

“特别是如果你在药物试验工作,可能会有需求来衡量很多事情,所以你可能需要测量你的药物,以及五六个生物标志物。所以,样本的数量可用于个体分析越来越受到限制,”德纳姆说。

微流的另一个因素是其环境可持续性,该技术使用少近200倍溶剂相比,标准流。

“我们计算出一个标准流系统运行24小时使用也许超过700毫升的溶剂,而微流只使用大约4到5毫升,”德纳姆解释道。

需要更少的溶剂也可能减少机器停机时间将减少所需的清洁周期频率。

“这些仪器昂贵,能够让他们尽可能启动和运行是很有利的,因为停机成本我们分析时间,”霍默说。

两全其美?

我们转向精密医学的交付,这带来了一个不断增长的需求更为复杂的生物标志物分析。但与伦理批准限制临床样品卷,之间有一个平衡实现灵敏度和分析所需的样本。

“我们总是感兴趣的努力改善我们的敏感性分析,样品我们需要的越少,越快乐研究员!”荷马说。

微流,现在比以往任何时候都更加健壮,可以将填补一个重要的标准和nanoflow技术之间的关系。

“微流是一种“两全其美”——它比标准更敏感比nanoflow流和更健壮,“Cutillas说。