Deutschland - Massenspektrometer - Hochauflösendes Flüssigchromatographie - Massenspektrometer (LC-MS/MS) -System

Das Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften - ISAS - e.V. beabsichtigt die Beschaffung eines hochauflösenden Flüssigchromatographie-Massenspektrometers (LC-MS/MS). Das hochauflösende Flüssigchromatographie -Massenspektrometrie (LC-MS/MS) -System wird benötigt, um klinische Proben mit sehr hoher molekularer Abdeckung und bester Sensitivität analysieren zu können. Dies ist insbesondere bei sehr geringen Probenmengen erforderlich, wenn es sich z.B. um Biopsien des Herzens, isolierte Immunzellen nach steriler Inflammation, oder Mikrometastasen handelt. Gleichzeitig soll die Translation der Messverfahren in präklinische Anwendungen beschleunigt werden. Daher ist eine Kombination von zwei Systemen geplant, die sich technisch ergänzen und sowohl die Identifikation von Biomarker-Kandidaten "Discovery Plattform" als auch die Validierung von Biomarker-Kandidaten " Validation Plattform" ermöglichen. Zusätzlich soll die "Discovery Plattform" an bildgebende Ionenquellen gekoppelt werden können, um präklinische Biopsieproben in höherem Durchsatz und mit hoher lateraler Auflösung messen zu können. Dies soll LC-MS basierte Verfahren unterstützen und pathohistologischen und molekularen Kontext für klinische Fragestellung liefern. Bei den geplanten Probenmaterialien handelt es sich um Blut (Blutplasma, Blutzellen) und Gewebeproben von Patienten. Diese sind z.B.: Biopsien des Herzens, isolierte einzelne Immunzellen nach steriler lnflammation oder Mikrometastasen aus verschiedenen Geweben. Um diese Proben bestmöglich analysieren zu können, ist eine Instrumentenplattform erforderlich, die möglichst viele Analyten in kurzer Zeit strukturell untersuchen kann und gleichzeitig eine sehr gute Sensitivität besitzt. Durch die zu verwendende Gerätekombination sollen auch moderne Methoden wie die "datenunabhängige Datenaquisition" (DIA) zum Einsatz kommen. Gleichzeitig liegt ein Fokus auf der Entwicklung quantitativer Assays um die gewonnenen Erkenntnisse direkt in geeigneten Patientenkohorten zu validieren. Auf Basis der Erfahrungen am ISAS liegt die Größe solcher Kohorten im Bereich 100-400 Patienten, in denen - je nach Fragestellung - ca. 1000 - 8000 Proteine detektiert werden müssen, um die Ergebnisse zu validieren. Zusätzlich soll die " Discovery Plattform" an bildgebende Ionenquellen gekoppelt werden können, um präklinische Biopsieproben in höherem Durchsatz und mit hoher lateraler Auflösung messen zu können. Dies soll LC-MS basierte. Verfahren unterstützen und pathohistologischen und molekularen Kontext für klinische Fragestellung liefern. Daraus folgt für ein System zur Bestimmung und Validierung von Biomarker-Kandidaten in relevanten klinischen Proben eine sehr hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeit (> 150 Hz), bei guter Auflösung (>70.000). Für die sichere Annotation der Ionen ist eine Auflösung der Vorläuferionen >. 200.000 notwendig, damit falsche Annotationen der Analyten (z.B. Lipide, Metabolite, Peptide) minimiert werden können. Für die Validierung soll ein Gerätesystem benutzt werden, dass die Daten der "Discovery Plattform" direkt nutzen kann, um zielgerichtete massenspektrometriebasierte Assays zu entwickeln, mit denen die Ergebnisse validiert werden können. Um diese Untersuchungen in einem relevanten Zeitraum durchführen zu können, muss das System für die zielgerichtete Detektion sehr schnell sein, und idealerweise mehr als 8000 Analytionen pro Stunde detektieren können. Dies ermöglicht das Screenen von mindestens 200 Patientenproben pro Woche. Weiterhin muss das "Discovery System" mit bildgebenden massenspektrometrischen Ionenquellen, die laterale Pixelgrößen von unter 5 µm ermöglichen, kombinierbar sein. Gleichzeitig muss ein einfacher Wechsel zwischen LC-Systemen und bildgebenden Ionenquellen ohne technischen Mehraufwand innerhalb eines Arbeitstages gewechselt werden können. Darüber hinaus sollen die Systeme mit einem nachhaltigen und energiesparenden Vakuumsystemen ausgestattet sein. Zusammenfassend ergeben sich folgende Anforderungen: Discovery Plattform: - Möglichst hohe Massenauflösung > 200.000 im Übersichtsscan - Möglichkeit der Einkopplung von mikro/ analytischer LC und gemeinsame Steuerung der Systeme - Möglichkeit zur schnellen Trennung von Peptiden und anderen Biomolekülen - Implementation verschiedener Fragmentationstechniken z.B. HCD, DDA, alle Ionen parallel (AIF) - Implementation verschiedener Techniken zur schnellen Fragmentation (> 15 Hz) von Peptiden um deren Struktur aufzuklären. - Geringe Folgekosten des LC-MS Systems - Massenbereich größer 6000 ni/z zur Charakterisierung von Molekülen mit hoher Masse und niedrigem Ladungszustand (z. 8. therapeutische Antikörper im Blut) Validation Plattform: - Übernahme von Aquisitionsparametern von der Discovery Plattform - Hohe Anzahl (> 8000) von Analytionen die pro Stunde zielgerichtet detektiert werden können, uni einen ausreichenden Probendurchsatz für Validierungskohorten zu erreichen. - Option zur MS2 und MS3 Fragmentation um ähnliche Analyten sicher zu unterscheiden - Möglichkeit der Einkopplung von mikro/ analytischer LC und gemeinsame Steuerung der Systeme - Geringe Folgekosten des LC-MS Systems