4300針進樣

43天即完成數(shù)據(jù)采集

總共采集2.5億張二級譜圖

只需一次離子傳輸管清洗

是的 ，您沒有看錯，這是英國牛津大學Roman Fischer博士在采用Evosep One LC與timsTOF Pro聯(lián)合，完成的血蛋白質(zhì)組學大隊列研究。

質(zhì)譜穩(wěn)定性和分析通量影響蛋白質(zhì)組學向臨床轉(zhuǎn)化

蛋白質(zhì)組學技術(shù)是尋找疾病分子標志物和藥物靶標最有效的方法之一，但受到質(zhì)譜穩(wěn)定性、定量重復(fù)性和分析通量的影響，蛋白質(zhì)組學向臨床轉(zhuǎn)化一直面臨挑戰(zhàn)。

在傳統(tǒng)生物標志物的研究中，常采用三角形的研究策略（圖2A），因為受到質(zhì)譜穩(wěn)定性和分析通量的影響，不管是在生物標志物早期發(fā)現(xiàn)過程還在中，還是在最終的確認過程，都無法進行大規(guī)模蛋白組學研究。隨著樣本制備、色譜分離和質(zhì)譜技術(shù)的進步，臨床蛋白組學漸漸開始走向大隊列研究，矩形研究策略（圖2B）則是趨勢，尤其4D-蛋白質(zhì)組學的出現(xiàn)，更是讓蛋白質(zhì)組學顯現(xiàn)出了向臨床轉(zhuǎn)化的廣闊前景。

高通量分析加快蛋白質(zhì)組學向臨床轉(zhuǎn)化

為了應(yīng)對大隊列蛋白質(zhì)組學挑戰(zhàn)，開發(fā)掃描速度更快，靈敏更高的質(zhì)譜儀是提升蛋白覆蓋深度最有效的辦法，提高質(zhì)譜儀的穩(wěn)定性是獲得定量重復(fù)性的保障，保證蛋白覆蓋度深度的前提下縮短色譜梯度是提高臨床大隊列樣本分析通量的捷徑。

Max Plank生化研究所主任Matthias Mann博士聯(lián)合布魯克，共同研發(fā)的4D-蛋白質(zhì)組學平臺timsTOF Pro，讓蛋白組學技術(shù)產(chǎn)生了革命性的變化，超過120 Hz的MS/MS掃描速度，出色的穩(wěn)定性和靈敏度使其正成為臨床高通量蛋白組學研究的理想平臺。

高通量dia-PASEF方案進一步增強4D-蛋白質(zhì)組學

為了進一步加快4D-蛋白質(zhì)組學向臨床轉(zhuǎn)化，布魯克在AsmS 2020發(fā)布了高通量dia-PASEF方案（圖4），即將Evosep One LC與timsTOF Pro再次聯(lián)合，最大程度發(fā)揮Evosep One LC快速分離和timsTOF Pro掃描速度和穩(wěn)定性的優(yōu)勢。該方案目前有4種方法（圖4B），分別采用4.8min、7.2min、14.4min和24min色譜方法，對應(yīng)的每天可以分析300、200、100和60蛋白質(zhì)組學樣本，把蛋白組學分析通量提升到一個全新的高度。分析結(jié)果（圖4C，4D）顯示出此方案在保證分析通量的同時，蛋白覆蓋深度也有很好的保證，4.8min的分析單針可以鑒定2158蛋白，24min可以得到與傳統(tǒng)蛋白組學長梯度分析相當?shù)慕Y(jié)果。

小結(jié)

timsTOF Pro帶來的采集速度與靈敏度的同時提升，使得其在短梯度下也能實現(xiàn)蛋白深度覆蓋，結(jié)合其在大隊列樣本分析中展現(xiàn)出的卓越穩(wěn)定性，相信基于4D質(zhì)譜平臺開發(fā)的高通量和高靈敏度臨床蛋白組學方法，必將在生物醫(yī)學基礎(chǔ)研究和臨床診斷中有著廣闊的應(yīng)用前景。伴隨隨著4D-蛋白質(zhì)組學方案的不斷完善，轉(zhuǎn)化蛋白組學將進入全新時代，臨床隊列研究也必將從中獲益。

參考文獻：

Stephanie Kaspar-Schoenefeld,?et al., High throughput 4D-Proteomics – Application of dia-PASEF? and the Evosep One for short gradients. App Note LCMS-170

Thomas Kosinski,?et al., Maximized throughput and analytical depth for shotgun proteomics using PASEF on a TIMS equipped QTOF. AsmS 2018, TP 685

Thomas Kosinski,?et al., Short nanoLC gradients optimize throughput on a?TIMS?equipped QTOF with PASEF, AsmS 2019, TP 514.

Philipp E Geyer,?et al., Revisiting biomarker discovery by plasma proteomics, Mol Syst Biol. (2017) 13: 942.

本文轉(zhuǎn)載自“布魯克質(zhì)譜”公眾號。