Automated High-Throughput Oligo QC: From Automated Sample Preparation to MALDI Spectra Assessment
Applications | 2020 | BrukerInstrumentation
Rychlá a spolehlivá kontrola kvality syntetických oligonukleotidů, jako jsou DNA primery, je klíčová v molekulární biologii i průmyslové analytice. Tradiční metody založené na HPLC jsou časově náročné a vyžadují manuální zásahy, zatímco MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie nabízí vyšší specifitu, rychlý screening a vhodnost pro vysoký objem vzorků. Automatizace přípravy vzorků navíc zvyšuje reprodukovatelnost a uvolňuje kapacity pracovníků pro analyticky hodnotnější úlohy.
Tento protokol popisuje kompletní workflow pro automatizovanou přípravu DNA primerů na robotické platformě, získání MALDI-TOF spekter a jejich automatizovanou interpretaci. Cílem je implementovat jednoduché pipetovací kroky do robota, využít speciálních MALDI destiček se vzorkovými body a následně v softwaru BioPharma Compass vyhodnotit klíčové kvalitatívní atributy oligonukleotidů bez nutnosti chromatografického dělení.
Syntetické primery byly rozpuštěny na koncentraci 500 fmol/µl a spolu s matricí na bázi 3-hydroxypikolinové kyseliny v roztoku diamonium citrátu naneseny robotickým pipetováním na MTP AnchorChip 384 destičky. Po zaschnutí vzorků byla prováděna automatizovaná akvizice spekter v pozitivním lineárním módu na zařízení autoflex maX. Data byla zpracována v softwaru flexAnalysis a následně importována do BioPharma Compass 2021 pro vícenásobné cílené screeningové hodnocení.
Analýzy šestice univerzálních primerů (17–20 mer) ve 48 replikátech prokázaly vysokou shodu s očekávaným profilom iontové distribuce. Hodnotily se tři hlavní atributy:
Automatizovaná MALDI-TOF QC nabízí:
Očekávané směry dalšího rozvoje zahrnují:
Popsaný workflow demonstruje, že kombinace robotické přípravy vzorků a MALDI-TOF spektrometrie je efektivní řešení pro vysokopropustné QC syntetických oligonukleotidů. Metoda snižuje časovou a pracovní náročnost, zároveň poskytuje robustní, automatizované hodnocení kvality a umožňuje rychlou selekci vzorků pro sekundární analýzu.
MALDI, LC/TOF, LC/MS
IndustriesClinical Research
ManufacturerBruker
Summary
Význam tématu
Rychlá a spolehlivá kontrola kvality syntetických oligonukleotidů, jako jsou DNA primery, je klíčová v molekulární biologii i průmyslové analytice. Tradiční metody založené na HPLC jsou časově náročné a vyžadují manuální zásahy, zatímco MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie nabízí vyšší specifitu, rychlý screening a vhodnost pro vysoký objem vzorků. Automatizace přípravy vzorků navíc zvyšuje reprodukovatelnost a uvolňuje kapacity pracovníků pro analyticky hodnotnější úlohy.
Cíle a přehled studie / článku
Tento protokol popisuje kompletní workflow pro automatizovanou přípravu DNA primerů na robotické platformě, získání MALDI-TOF spekter a jejich automatizovanou interpretaci. Cílem je implementovat jednoduché pipetovací kroky do robota, využít speciálních MALDI destiček se vzorkovými body a následně v softwaru BioPharma Compass vyhodnotit klíčové kvalitatívní atributy oligonukleotidů bez nutnosti chromatografického dělení.
Použitá metodika a instrumentace
Syntetické primery byly rozpuštěny na koncentraci 500 fmol/µl a spolu s matricí na bázi 3-hydroxypikolinové kyseliny v roztoku diamonium citrátu naneseny robotickým pipetováním na MTP AnchorChip 384 destičky. Po zaschnutí vzorků byla prováděna automatizovaná akvizice spekter v pozitivním lineárním módu na zařízení autoflex maX. Data byla zpracována v softwaru flexAnalysis a následně importována do BioPharma Compass 2021 pro vícenásobné cílené screeningové hodnocení.
Hlavní výsledky a diskuse
Analýzy šestice univerzálních primerů (17–20 mer) ve 48 replikátech prokázaly vysokou shodu s očekávaným profilom iontové distribuce. Hodnotily se tři hlavní atributy:
- Relativní intenzita hlavního iontu (base peak) – stanovený limit 99 % byl splněn ve všech případech.
- Mass accuracy – většina spekter vykázala odchylku lepší než 6 Da.
- Kosínusové skóre podobnosti profilů – většina výsledků měla hodnotu nad 0,9.
Přínosy a praktické využití metody
Automatizovaná MALDI-TOF QC nabízí:
- Významné zvýšení throughput díky rychlé přípravě a analýze bez chromatografie.
- Snížení závislosti na zkušenostech operátora a zvýšení reprodukovatelnosti.
- Integraci výsledků v jediném softwarovém prostředí s přehlednými zprávami.
- Možnost zaměřit se sekundárně na složitější či nevyhovující vzorky pomocí LC-ESI QTOF.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávané směry dalšího rozvoje zahrnují:
- Zavedení 384kanálových pipetových hlav pro masivní paralelní pipetování.
- Propojení s laboratořními informačními systémy a cloudovými platformami pro on-line monitoring.
- Nasazení strojového učení pro rozšířené vzorkové vzory a detekci neočekávaných kontaminantů.
- Rozšíření pracovního postupu pro delší oligonukleotidy a modifikované nukleotidy.
Závěr
Popsaný workflow demonstruje, že kombinace robotické přípravy vzorků a MALDI-TOF spektrometrie je efektivní řešení pro vysokopropustné QC syntetických oligonukleotidů. Metoda snižuje časovou a pracovní náročnost, zároveň poskytuje robustní, automatizované hodnocení kvality a umožňuje rychlou selekci vzorků pro sekundární analýzu.
Reference
- Haslam C et al. 2016. The Evolution of MALDI-TOF Mass Spectrometry toward Ultra-High-Throughput Screening: 1536-Well Format and Beyond. J Biomol Screen 21(2):176–186.
- Ritorto MS et al. 2014. Screening of DUB activity and specificity by MALDI-TOF mass spectrometry. Nat Commun 5:4763.
- Bruker Daltonics. 2020. Rapid Oligonucleotides QC with Automated High Resolution ESI-LCMS and BioPharma Compass. Tech Note TN-51.
- Bruker Daltonics. 2019. The Complete Solution: Oligonucleotide. Flash Note FN-007.
Content was automatically generated from an orignal PDF document using AI and may contain inaccuracies.
Similar PDF
Automated High-Throughput Clone Screening of Therapeutic Antibodies: From Automated IdeS Digestion to Intact Fc/2-Glycosylation Analysis by MALDI-TOF
2020|Bruker|Applications
Automated High-Throughput Clone Screening of Therapeutic Antibodies: From Automated IdeS Digestion to Intact Fc/2-Glycosylation Analysis by MALDI-TOF The glycosylation status of the Fc/2 region is a critical quality attribute (CQA) of therapeutic antibodies and is typically tested in early stages…
Key words
maldi, maldidhap, dhapbruker, brukerdac, dacbeads, beadsdigestion, digestionintensility, intensilityglycan, glycanides, idesscreening, screeningplate, platetof, tofsample, sampleautoflex, autoflexprotocol
Rapid Oligonucleotides QC with Automated High Resolution ESI-LCMS and BioPharma Compass
2020|Bruker|Applications
Rapid Oligonucleotides QC with Automated High Resolution ESI-LCMS and BioPharma Compass Oligonucleotides – sequences of nucleotides (RNA and DNA) – are vital research tools that have a wide range of applications in genetic testing, research, and forensics. Abstract Common applications…
Key words
compass, compassbiopharma, biopharmabruker, brukerprocessing, processingoligonucleotide, oligonucleotidemaxis, maxissynthesis, synthesisautomated, automatedworkflow, workflowacquisition, acquisitiondata, dataoligonucleotides, oligonucleotidesstation, stationentropy, entropytable
Bruker Product Overview - Life Science Mass Spectrometry
2020|Bruker|Brochures and specifications
Product Overview Life Science Mass Spectrometry Innovation with Integrity Mass Spectrometry Empowering Science with Innovation and Integrity As one of the world’s leading analytical instrumentation companies, Bruker offers a broad spectrum of advanced solutions in all fields of research and…
Key words
maldi, malditof, tofbruker, brukerrapiflex, rapiflexpasef, pasefevoq, evoqspectrometry, spectrometryscimax, scimaxmass, masstimstof, timstofmrms, mrmsproteomics, proteomicsmetaboscape, metaboscapelrf, lrfseries
Extensive LC-Top-Down MS Sequence Confirmation of the NISTmAb Reference Material 8671
2018|Bruker|Applications
Extensive LC-Top-Down MS Sequence Confirmation of the NISTmAb Reference Material 8671 Characterization of therapeutic antibodies aims on primary sequence validation, localization of modifications such as glycan profiles and the determination of disulfide bond status of the target molecule. Introduction Typically,…
Key words
maldi, maldispoton, spotontds, tdsbruker, brukertof, tofsequence, sequencenistmab, nistmabides, idesterminal, terminaltop, toprapiflex, rapiflexisd, isddown, downanchorchip, anchorchipsdhb