See It all with SWATH® acquisition

모든 데이터를 수집하는 SWATH Acquisition

SCIEX TripleTOF® 시스템의 SWATH Acquisition은 복잡한 분석물 시료의 동정 및 정량 분석을 위한 최상위 질량 분석 수집 전략 중 하나로 빠르게 진화하고 있습니다. SWATH에서는 가능하지만 다른 기술로는 불가능합니다. SWATH는 하나의 시료 내에서 사실상 검출 가능한 모든 화합물을 종합적으로 검출 및 정량 분석할 수 있는 유일한 DIA (Data Independent Acquisition) 기술입니다(MS/MSALL). 이를 통해 정량 분석 결과의 신뢰도가 향상되고 핵심 성분을 놓치는 위험이 사실상 제거됩니다. SWATH Acquisition 전략은 SCIEX TripleTOF® 및 QTOF 기술의 강력함과 속도를 통해서만 달성될 수 있습니다. SCIEX가 아니면 SWATH가 아닙니다.

SWATH의 수많은 장점을 통해 데이터로부터 수집 가능한 정보를 극대화할 수 있습니다.
스위스, 취리히 대학교, ETH 취리히, Institute of Molecular Systems Bilogy, Ruedi Aebersold 박사

왜 SCIEX만이 SWATH를 할 수 있는가

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SWATH 이점 및 특징

관련 분석물을 손실시키지 않음

까다로운 실험 요구 사항을 총족시키는 데이터를 제공하는 비편향적 종합 데이터 수집 전략을 통해 시료 내 중요 성분을 놓치는 위험이 감소됩니다.

SWATH Acquisition은 데이터 독립 수집 전략이며, SCIEX TripleTOF 및 QTOF 하드웨어를 통해서만 가능한 고감도 고속 MS/MS 수집과 결합되면 시료 내 검출 가능한 모든 분석물이 조각화됩니다. 이것이 바로 진정한 MS/MSALL입니다. 이름에서와 같이 반복 실험이나 재분석하지 않고 시료 내 검출 가능한 모든 분석물에 대한 완벽한 MS 및 MS/MS 스펙트럼을 얻을 수 있습니다.

데이터 종속 vs. 데이터 독립 수집

SWATH은 어떻게 다른가요? 설명해 보겠습니다.

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Data-dependent vs. Data-independent acquisitions

How is SWATH different? Let’s explain.

  • Data Dependent Acquisition (DDA):

    LC-MS 분석 중에는 시간이 흐르면 많은 분석물이 컬럼에서 용출되어 질량 분석기로 유입됩니다. 데이터 종속 수집의 경우, 폭넓은 m/z 범위에서 MS 스펙트럼이 수집되고 강도를 감소시켜 분석물 피크가 검출되고 정렬됩니다. 그런 다음 목록 상단에서 시작되는 분석물에 대한 MS/MS 수집이 시작됩니다. 이 과정은 LC 농도구배에 대해서도 반복됩니다. 여기서는 좁은 Q1 분리 윈도우를 사용하여 MS/MS 분석을 통과한 분석물만 전송됩니다. 하지만 DDA에는 심각한 한계가 한 가지 있습니다. 많은 분석물이 동시에 용출되고 농도가 크게 다른 경우, 원래 MS 스펙트럼이나 MS 모드에서 검출된 모든 분석물에 대한 MS/MS 스펙트럼을 수집하기 위해 질량 분석을 촉박하게 실행하면(시료 복잡성과 관련하여 너무 느림) 저농도 분석물이 검출되지 않을 위험이 높아집니다. 이로 인해 데이터에 큰 간격이 생깁니다.

  • SWATH Acquisition (Data Independent Acquisition (DIA)

    SWATH Acquisition에서의 질량 분석의 경우, MS/MS 분석을 진행하기 위한 MS 피크 초기 검출이 필요하지 않습니다. 질량 분석기는 폭넓은 Q1 분리 윈도우를 사용하고 전체 m/z 질량 검출 범위에서 작동하므로, 각 Q1 윈도우를 통과한 검출 가능한 모든 분석물에서 전체 MS/MS 스펙트럼이 수집됩니다. 전체 질량 범위는 LC 시간 프레임(짧은 사이클 타임)에서 조사되므로, 시료 내에서 검출된 모든 피크의 전체 MS 및 MS/MS 스펙트럼을 얻을 수 있습니다. 이를 통해 완성도가 탁월한 데이터가 제공됩니다.

                

복잡한 시료에서도 저농도 분석물 검출

시료가 점점 복잡해짐에 따라 질량 분석 시스템의 저농도 분석물 동정 및 정량 분석이 점점 어려워지고 있습니다. TripleTOF 기술로 작동하는 SWATH Acquisition을 활용하면 농도에 관계 없이 검출 가능한 모든 분석물을 확인할 수 있습니다.

복잡한 시료 내에서의 저농도 화합물 검출은 현재의 강력한 MS 분석기로도 결코 쉽지 않습니다. 고분해능 시스템을 활용하더라도 MS 스펙트럼 내 간섭으로 인해 저농도 분석물을 검출하기가 쉽지 않습니다. 또한 고농도 분석물은 질량 분석 사이클 타임을 많이 소모하므로, 일반적으로 강도를 위해 MS/MS를 수집하고 저농도 분석물에서는 MS/MS 정보를 수집하지 않습니다. 이는 주요 관심 사항 중 하나입니다. 또한 다이내믹 레인지가 높아야 합니다. 하지만 충분하지는 않습니다.

이를 처리하기 위해서는 기술 성능과 밀접한 관계가 있는 Q1 수집 윈도우 제어 및 고속에서의 MS/MS 수집 분해능이 필요합니다

핵심 기술 기준 1. 가변 윈도우 수집

특허를 받은 SCIEX의 SWATH 기술은  가변 윈도우 수집  Variable Window Acquisition. 을 통해 작동합니다. Q1 분리 윈도우 크기 조절 제어를 통해 시료(대규모 화합물과 분석물로 예상)의 초밀집 m/z 영역 내에서 보다 작은 Q1 m/z 윈도우를 활용할 수 있습니다. 그 결과, 시료의 심도 있는 정보 수집과 같은 특이성이 향상되고 복잡한 시료 내 저농도 피크를 놓치는 위험이 감소됩니다.

단백질체학 시료 활용 예 –
500~800 m/z 질량 범위 내에는 수많은 펩타이드가 존재합니다.  가변 윈도우 수집 Variable Window Acquisition ,을 통해 이 질량 범위 내에서 보다 작은 Q1 SWATH 윈도우를 사용할 수 있습니다. 또한 시료의 밀집 영역에서 보다 깊은 피크 범위를 제공하므로 잔여 질량 범위에서 보다 넓은 윈도우를 사용할 수 있습니다. 결론적으로 이 전략은 포괄적인 분석물 범위와 더불어 시료 내 저농도 화합물을 보다 심도 있게 검출할 수 있습니다.

그림-1의 경우, SWATH 윈도우를 각각 80 msec에서의 25 Da 고정 너비부터(총 윈도우 32개) 각각 25 msec에서의 100 가변 너비 윈도우로 조정하면 시료 내 단백질이 최대 120%까지 정량화되었습니다.

 

가변 윈도우가 데이터 품질을 향상시키는 방법 자세히 알아 보기 >

 

핵심 기술 기준 2. 고속 MS/MS 분해능

위에서 언급한 복잡한 시료가 소중한 질량 분석 스캔 시간을 소모할 수 있으므로, 관심 여부에 관계 없이 시스템이 시료 내 초고농도 분석물에서 MS/MS 정보를 수집하기 위해서는 충분한 시간이 있어야 합니다. 그리고 데이터 종속 수집 전략을 활용하는 경우, 초저농도에서 검출된 피크는 화합물 동정에 필수적인 MS/MS를 수집하지 못할 수도 있습니다.

TripleTOF® 6600과 SWATH® Acquisition을 사용하면 스펙트럼 분해능을 손상시키지 않고 초당 최대 100개까지 MS/MS를 수집할 수 있어 더 많은 Q1 윈도우를 사용할 수 있습니다. 이를 통해 저농도 분석물을 보다 우수하게 검출할 뿐만 아니라 각 시료 내에서 보다 많은 화합물을 동정하고 정량 분석할 수 있습니다.

그림-2는 동시 용출된 펩타이드 2개를 보여줍니다. TripleTOF 6600 시스템을 활용하는 SWATH Acquisition을 통해 고농도 펩타이드와 함께 저농도 화합물(아래 표시된 주황색 상자)을 간편하게 검출 및 정량화할 수 있었습니다.

첫 분석에서 시료의 완벽한 디지털 아카이브 수집

시료 저장을 중지하고 데이터 저장을 시작하십시오. SWATH Acquisition은 처음에 시료에서 필요한 모든 데이터를 수집합니다. 특히 이는 재분석할 수 없거나, 시간이나 시료 수량이 제한적이거나, 시료가 분해될 위험이 있는 경우에 중요합니다.

SWATH Acquisition은 데이터 독립 수집으로 검출 가능한 모든 피크의 MS 및 MS/MS 정보를 수집합니다. 시료 데이터를 다시 수집하기 위한 옵션 사용 여부는 나중에 결정하면 됩니다. 디지털 아카이브는 안전망이며, 이를 통해 질량 분석을 재실행하지 않고 시료를 재분석할 수 있습니다. 시료 자체를 보존할 필요 없이 시료 종합 디지털 맵 바이오뱅크와 같은 SWATH Acquisition 데이터를 사용해 보십시오.

높은 신뢰도로 분석물 정량화

질량 분석을 통한 특이성이 높은 고품질 정량 분석 핵심은 뛰어난 MS/MS 감도, 넓은 다이내믹 레인지 및 우수한 재현성입니다. SCIEX TripleTOF 기술을 사용하는 SWATH Acquisition은 위 3가지를 모두 제공합니다.

결론이나 결정을 내리기 위해서는 종종 시료 내에 문제가 되는 무엇이 있는 지가 아니라 '얼마나 있는지'가 중요합니다. SWATH Acquisition은 다른 전략과는 달리 정량 분석을 활용하는 데이터 독립 수집 전략입니다. 고분해능 MS/MS 데이터(MS 이상)를 사용하여 심도 있는 정량 분석 범위 크기 제공부터 검증된 시료 대 시료 재현성까지, SWATH는 연구 성과를 향상시키는 확실한 정량 결과를 제공합니다. 이를 통해 최고 표준 MRM 정량 분석 전략을 수립할 수 있습니다.

이러한 핵심 응용 분야에서 SWATH가 어떻게 활용되는지 확인해 보십시오.

단백질체학 및 단백질 정량 분석

숙주 세포 단백질 분석

디자이너 법독성학 약물 분석


기술에 시간을 낭비하지 말고 생물학에 시간을 투자하십시오.- Dr. Robert Moritz, ISB

힘들게 분석법을 개발할 필요 감소

시료와 실험을 진행하기 위해 분석법 개발에 시간을 낭비하지 마십시오. SWATH Acquisition은 일반적인 MS 수집 설정을 사용하므로 분석법을 개발할 필요가 거의 없습니다. 따라서 시간과 자원을 데이터 수집 및 결과 도출에 집중할 수 있습니다.

관심 분석물을 최적으로 검출(및 이후 정량화)하기 위해 표적 질량 분석 수집 분석법을 개발하고 최적화하기 위해서는 시간이 많이 소모될 수 있습니다. 이로 인해 실제로 시료 분석과 새로운 흥미로운 결과 도출과 같은 중요한 작업에 시간을 투자할 수 없게 될 수 있습니다. 설정 및 조정에 최소한의 파라미터를 활용하는 SWATH는 힘들게 분석법을 최적화할 필요 없이 초고품질 정량 분석 데이터를 생산하는 단일 수집 전략을 제공합니다.

SWATH Acquisition은 어떻게 다른가요? 예를 들어, 일반적인 MRM 기반 분석법은 검출하려는 화합물이나 MRM 전이물을 선택하기 위해 사전에 분석법을 최적화해야 합니다.

SWATH Acquisition과 함께 단일 일반 MS 수집 분석법이 항상 사용됩니다. 이는 디지털 맵에서 관심 화합물을 선택한 후 시료에서 종합 MS 및 MS/MS 데이터를 수집함을 의미합니다.

하지만 더욱 중요한 점은 데이터 분석에 새로운 의구점이 발생한 경우, 수집 분석법을 업데이트하고 1단계부터 시료를 다시 분석하지 않고 이미 수집된 데이터에서 간단하게 정보를 다시 수집할 수 있다는 점입니다.

SWATH 활용