timsTOF

timsTOF MALDI PharmaPulse®

革新的なtimsTOF技術のアドバンテージを活かしたラベルフリーHTSによる分子間相互作用の新たな知見

ラベルフリーHTSの再定義

これまでにないHTS情報量とスループットを実現

ハイライト

timsTOF MALDI PharmaPulse®

ラベルフリー・ハイ・スループット・スクリーニングを次のレベルへ

スピード&堅牢性
timsTOF MALDI PharmaPulse は、最大 3 ウェル / 秒の高速読み取りと実績ある MALDI の堅牢性により、真の uHTS 機能を実現します。
TIMS 対応
timsTOF MPPは、HTSに世界で初めて超高速分離とCCS計測を可能とするトラップドイオンモビリティスペクトロメトリーを利用することで、新たな次元をもたらします。
特異性
TIMSによる同位体・異性体分離と高分解能精密質量QTOF-MSによる高感度読み出しの組み合わせにより、優れたHTS結果が得られます。
汎用性
HTEケミストリーにおける定量アッセイから準リアルタイムでの合成スクリーニングまで、幅広いハイスループットアプリケーションで比類ない性能を発揮します。

特長

ラベルフリー質量分析によるバイアスのない深いHTS

timsTOF MPPは、ブルカーPharmaPulse® 製品ラインの代表的な製品です。MALDIの高速性と堅牢性に加え、ブルカーの革新的なトラップドイオンモビリティスペクトロメトリー(TIMS)技術をHTSで初めて採用しました。TIMSは、分子の衝突断面積を利用することで、同重体さらには異性体の迅速な気相分離を可能にします。この技術とQTOF-MSのルーチン質量分解能50,000を組み合わせることで、HTSのスピードで画期的なレベルのアッセイ特異性を実現することができます。
timsTOF MPP は、デュアル MALDI / ESI イオンソースと業界最先端の 10 kHz smartbeam 3D レーザーにより、uHTS と同等のスピードとスループットを実現し、独自の MALDI-2 オプションにより分析対象を拡大することができます。

このソリューションの一部として、新しい MALDI PharmaPulse® 2023 ソフトウェアは創薬のための幅広い HTS アプリケーションをサポートします。その自動化インターフェースによりtimsTOF MPPのハイスループット環境への統合が可能になり、様々なベンダーのスケジューリングソフトウェアと連携して動作します。さらに、MPP 2023はデータと結果を例えばGenedata Screener® のようなダウンストリーム解析ソフトウェアにシームレスに転送することができます。

利点

卓越したデータ品質を、妥協のないHTSのスピードで

timsTOF MPPは大規模な分析キャンペーンを通して高分解能の精密質量QTOF-MSデータを高速で獲得します。これはuHTSを成功させる重要な要素です。1536 フォーマットのサンプルプレートを高分解能 MS または MS/MS モードで読み出すのに要する時間は通常 10分未満です (読み取り速度は最大 3 ウェル / 秒)。大規模な測定でも優れたデータ品質が維持され、低分子薬物からサイズの大きなペプチドまで様々な標的分子の正確な定量情報抽出が可能であることから、FDR(偽発見率)を最小化できます。

5時間以上にわたって2つのペプチドイオンについてモニタされた質量精度:

ペルフェナジン(MW 403 Da)の3桁の濃度範囲(0.001 - 1 µM)で得られた検量線:


ユビキチン(分子量8558 Da)の2桁の濃度範囲(0.01 - 1 µM)において得られた検量線:

TIMSのメリット: 同重体や異性体の高速分離

TIMSは、SPEよりも大幅に速いタイムスケールで同重体や異性体を分離することができ(通常、分離サイクルあたり1秒以下)、質量分析だけでは区別できないターゲット化合物を干渉なしに定量することができます。

: 異性体果糖(C6H12O6)存在下でのグルコース(C6H12O6)のMALDI-TIMS-MS定量分析

定量結果を向上させる高度なtimsTOFオペレーションモード

HTSでは、生化学または細胞アッセイに典型的に存在する複雑なサンプルマトリックスによって標的化合物の定量結果が影響を受けることがあります。timsTOF MPPはこのようなバックグラウンド干渉を克服する独自の可能性を持っています。トラップドイオンモビリティスペクトロメトリー (TIMS) による気相での高速分離と、高分解能MSおよびMS/MSによる高い特異性を用いるtimsTOF MPPの高度なオペレーションモードによって、HTSスピードでのバックグラウンド干渉レベルの効率的最小化と、定量性の向上が可能となります。

: 薬物様分子(MW 543 Da)の定量分析
MALDI-MSモードでは、アッセイバックグラウンドとのスペクトルの重なりにより定量性が損なわれています。同じ分析をMALDI-TIMS-MS/MSモードで行うことでターゲット分子の干渉のない定量が可能です。

Sample courtesy: Dr. Frank H. Büttner & Team, Drug Discovery Sciences, Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG, Biberach, Germany

MALDI PharmaPulse 2023:HTSワークフローをサポートする専用ソフトウェア

timsTOF MPP ソリューションの一部として、MALDI PharmaPulse 2023 ソフトウェアは初期創薬における幅広い HTS アプリケーションをサポートします。このソフトウェアはTIMS および MS/MS を含む様々な timsTOF MPPオペレーションモードを使用して、スクリーニングキャンペーンをシームレスに設定および実行できる使いやすいインターフェイスを提供します。MPP 2023の自動化インターフェースは、HTS 環境でのシステム統合を可能にし、様々なベンダーの自動化スケジューリングソフトウェアと連動して動作します。さらに、MPP 2023はデータや結果をサードパーティのダウンストリーム解析ソフトウェア、例えばGenedata Screener® に直接転送することが可能です。

MSベースのラベルフリーHTSおよびuHTSのための統合次世代ソリューション

このソリューションの中核となるのが、次の機能を装備したブルカーのtimsTOF質量分析計です:

  • デュアルMALDI/ESIイオンソース
  • ロボットによるMALDIプレート交換用オートローダー
  • MALDI-2 (オプション)

軽量なプレートアダプターは完全自動化されたサンプル調製とその後のデータ取得キャンペーンにおいて、ラボロボットによるMALDIプレートの安全な取り扱いを確実にします。

費用対効果の高い使い捨てMALDIサンプルプレートにより、96から1536およびそれ以上のあらゆるフォーマットで高性能液体ハンドラーによる自動MALDI調製が可能です。

アプリケーション

最短時間で酵素活性スクリーニングを実現

timsTOF MALDI PharmaPulse® を用いることで酵素活性のラベルフリーモニタリングがHTSのスピードと最高レベルのパフォーマンスで行われます。
概念実証試験として、13C6グルコースを内部標準として、酵素変換の最終生成物であるグルコースを定量することにより、異なるバイオエンジニアリング酵素変異体の活性をアッセイしました。timsTOF MPP による高分解能の精密質量データは、堅牢で信頼性の高いターゲット特徴抽出を可能にし0.1~3.7 %という優れたRSD値を実現しました。

Sample courtesy: Prof. Peter Westh, Department of Biotechnology and Biomedicine, Danmark´s Tekniske Universitet, Lyngby, Denmark

HTEケミストリーを支える準リアルタイムCCS対応合成スクリーニング

新薬の分子探索のためのハイスループット実験(HTE)では多変量ハイスループット化学によって新たに設計された化合物の膨大なライブラリが作成されます。その際にボトルネックとなるのが化学反応生成物の迅速な解析と確認です。

timsTOF MPPは、HTEケミストリーのスピードを維持しながら正確な分子量、同位体パターン、衝突断面積(CCS)、そして必要に応じてCID-MS/MSフラグメンテーションデータなど複数の物理特性を測定して、合成プロダクトを高い確度でほぼリアルタイムに検証できるため、HTEのフィードバック時間および化学的コストを削減します。

MALDI-2:より広い分析対象へのアクセス

MALDI-2はポストイオン化レーザーを用いた画期的な新技術で、従来のMALDIでは検出できなかった化合物の検出を可能にし、より広い分析対象へのアクセスを可能にします。

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