ASMS2023丨布魯克質譜新品繼續引領單細胞蛋白質組學

　　MS/MS掃描速度提升至300Hz的timsTOF Ultra，進一步推進空間蛋白質組學和單細胞多組學；新型離子源和微升流噴霧針、采集方法和軟件帶來更穩定、更靈敏、更快速的4D-蛋白質組學

　　01.timsTOF Ultra 質譜儀

　　timsTOF Ultra PASEF掃描速度提高至300 Hz，可實現超快速MS/MS

　　timsTOF Ultra能夠在單細胞靈敏度（0.125ng）下鑒定>5,000個蛋白質和>55,000條多肽，且擁有高置信度（FDR<1%）

　　02.新型 CSI Ultra 離子源

　　擁有渦流設計，促進離子化，顯著提高NanoLC（50nL-5000nL/min）流速下的靈敏度

　　03.VistaScan 軟件

　　支持新型midia-PASEF掃描，擁有類似dda的MS/MS可追溯性，同時具有“高保真”4D-蛋白質組學的dia靈敏度

　　04.新型微升流噴霧針

　　連接UPLC實現微升流高通量4D-蛋白質組學，使用獨特的VIP-HESI離子源，具有高穩定性和靈敏度

　　05.Proteoscape? 軟件

　　使用Biognosys IRT試劑盒具有實時QC模式

　　06.SCiLS? Lab 2024 質譜成像軟件

　　將脂質的MALDI成像結果和HiPlex-IHC靶向蛋白的空間表達信息整合在一起，形成了完整的、以MALDI技術為先導的空間組織生物學分析流程

　　2023年6月5日美國德克薩斯州休斯頓 —— 在第71屆ASMS會議上，布魯克公司（納斯達克代碼：BRKR）推出了全新timsTOF Ultra質譜儀，為4D-蛋白質組學timsTOF平臺帶來了變革性靈敏度提升。它包含更大毛細管和優化渦流氣體的新型Captive Stray（CSI）Ultra離子源，第四代TIMS（捕集離子淌度）XR淌度池和14位數模轉換器。timsTOF Ultra可以在0.125ng進樣量的單細胞水平上鑒定超過55000條肽段，對應超過5000個蛋白質種類（FDR<1%），而且超過4800個蛋白的定量CV值小于20%，低于1ng蛋白進樣量的突破性靈敏度和定量性能為蛋白質組學研究建立了一個新標準。timsTOF Ultra擁有無與倫比的靈敏度，加上timsTOF平臺的穩定性，以及高達300Hz的PASEF MS/MS掃描速度，為超低樣品量的應用提供了顯著的性能改進，包括無偏的單細胞蛋白質組學和單細胞脂質組學、無偏的空間蛋白質組學、免疫肽組學、磷酸化蛋白質組學、PTM分析和蛋白質相互作用（PPI）研究。

　　德國柏林馬克斯·德爾布呂克中心空間蛋白質組學課題組負責人Fabian Coscia博士說：“ timsTOF Ultra上的單細胞靈敏度的dia-PASEF工作流程將我們的低上樣量組織蛋白質組學研究提升到了一個新的水平。使用20分鐘nanoflow LC梯度結合布魯克的優化dia-PASEF（3x8采集窗口）方法，可以從僅1,500μm2的激光顯微切割小鼠肝臟FFPE組織的區域內（相當于1-2個肝細胞）重復地定量到1,500–2,000種蛋白質。”

　　這些timsTOF Ultra的進展是在不影響高通量蛋白質組學出色穩健性的情況下實現的，例如每天分析50個樣本（SPD），甚至高達398個SPD，也不影響<1%的肽和<1%的蛋白質FDR（錯誤發現率）的鑒定，避免了出現在靶向免疫識別方法的交叉反應性。

　　維也納分子病理學研究所（IMP）創新中心、格雷戈爾·孟德爾研究所（GMI）和奧地利科學院分子生物技術研究所（IMBA）蛋白質組學負責人Karl Mechtler教授補充道：“為了真正理解細胞機制和疾病，區分不同的細胞類型是至關重要的。雖然單細胞分析已經改變了游戲規則，我們在最大限度地解決其潛在通量和可分析的蛋白質方面面臨障礙。在單細胞實驗中檢測6000種或更多的蛋白質是有生物學意義的。timsTOF Ultra克服了這些障礙，使我們能夠以無與倫比的速度和靈敏度探索單個細胞的蛋白質組。多虧了timsTOF Ultra，單細胞分析達到了新的高度，我很高興看到這一突破將我們帶向下一步。”

　　布魯克還推出了VistaScan軟件，利用大規模離子淌度信息使TIMS ramp與四極桿掃描同步。這個復雜的動態連接模塊將支持Stefan Tenzer提出的全新midia-PASEF掃描模式(doi.org/10.1101/2023.01.30.526204)。

　　德國美因茨亥姆霍茲轉化醫學腫瘤研究所(HI-TRON Mainz)大學醫學中心質譜中心負責人Stefan Tenzer教授評論道：“我們的實驗室專注于最高靈敏度和最高信息提取量的定量蛋白質組學方法。我們與布魯克一起開發了新型最大信息量的dia (midia) PASEF采集模式，提供數據非依賴型采集（dia）的靈敏度同時將數據轉換為類似數據依賴型采集（dda）的譜圖。midia-PASEF在免疫肽組學和磷酸化蛋白質組學方面的應用潛力尤其令人興奮。”

　　布魯克已從德國美因茨約翰內斯古騰堡大學的大學醫學中心獲得midia-PASEF的獨家授權，并計劃于2023年將midia-PASEF作為產品發布。timsTOF Ultra配備了所需的VistaScan采集功能。

　　此外，timsTOF Ultra具有進一步改進的dda-PASEF采集模式，將掃描速度提高到300Hz，每分鐘可獲得包含18,000個碰撞截面（CCS）的MS/MS譜圖，在幾分鐘的短梯度下就實現深度覆蓋的4D-蛋白質組學和4D-脂質組學/4D-代謝組學。

　　Captive Spray Ionization (CSI) Ultra 離子源

　　布魯克CSI Ultra離子源是實現納升流速最高靈敏度的關鍵，它通過將渦流氣體集中在納升噴霧針以改善離子傳輸，進一步優化了timsTOF Ultra的性能。渦旋氣體可以在50-5000nL/min的流速下正常電離。

　　哥廷根大學蛋白質組學核心設施負責人Christof Lenz博士評論道：“新CSI源的安裝變得更加簡單，我們現在可以在一分鐘內更換相同或更好性能的色譜柱和噴霧針。此外，新穎的旋入式設計提供噴霧針定位和對準，無需手動調整。我喜歡它，重要的是，我實驗室的技術人員也喜歡！”

　　用于更高流速4D-蛋白質組學的微升流噴霧針

　　布魯克卓越的VIP-HESI離子源現在配備了新型微升流噴霧針。利用timsTOF平臺的超高靈敏度、穩健性和速度，可在微升液相色譜流速下實現高效電離。

　　慕尼黑工業大學Küster實驗室的Johanna Tüshaus博士說：“在規劃一個大規模的腦蛋白質組學分析項目時，我們需要一個快速、靈敏、穩健的LC-MS/MS裝置。VIP-HESI源可以將我們完善的微升液相色譜技術與timsTOF HT結合起來，這個強大的組合在短梯度下兼具掃描速度和靈敏度，實現深度蛋白質組覆蓋。50μm ESI噴霧針的開發是微升流速和timsTOF聯用靈敏度提升的關鍵。”

　　西雅圖系統生物學研究所莫里茨實驗室研究科學家Mukul Midha博士補充說：“為了進行大規模的定量蛋白質組學，具有高度穩定的電噴霧條件是必不可少的。布魯克 VIP-HESI 源為復雜的血漿樣品提供了分析所需的重現性。離子源硬件連接簡單，參數易于優化，噴霧穩定性極佳。這些改進提高了樣品通量，實現了 100% 的正常運行效率，并獲得穩定、精確的蛋白質定量能力。”

　　布魯克ProteoScape軟件與Biognosys iRT試劑盒實現實時QC

　　布魯克推出基于GPU的4D-蛋白質組學實時數據庫搜索軟件ProteoScape，該軟件可以結合Biognosys iRT試劑盒提供全新質量控制（QC）功能。Biognosys iRT試劑盒包含11種非天然合成肽，設計具有穩定性、靈敏度、保留時間間隔和CCS功能，可確保最佳的系統性能實時監測。

　　西班牙科爾多瓦大學Reina Sofia醫院IMIBIC質譜和分子成像部門負責人Eduardo Chicano-Gálvez博士表示：“質量控制（QC）模塊的實時監控確保了我們的平臺平穩運行，珍貴的臨床樣本不會丟失。我們現在能夠在保持靈敏度、穩定性、可追溯性和結果可靠的情況下，實現短時間內大隊列臨床蛋白質組學項目的分析。”

　　布魯克ProteoScape軟件還集成了第三方工具，包括BPS Novor軟件包，用于免疫肽組學和宏蛋白質組學的快速，準確的從頭測序，包括傳統方法無法獲取的特異性酶切信息。所有現有的布魯克PaSER軟件用戶都將升級到布魯克ProteoScape。

　　SCiLS Lab的功能整合 —— 形成了完整的空間組織生物學分析流程

　　SCiLS Lab 2024引入了MetaboScape?的代謝物和脂質分子注釋功能，并進一步加強了帶有CCS值的4D特征信息挖掘功能，從而形成了完整的、基于多組學技術的空間組織生物學分析流程。SCiLS Lab 2024提供了一個綜合性的多組學數據集成和分析功能，將MALDI HiPLEX IHC靶向蛋白質成像與同一組織中的代謝物、脂質分子和聚糖分子的空間分析相結合，并引入了全新的自動區域分割和統計學輪廓分析功能。

　　德克薩斯大學奧斯汀分校化學系質譜成像中心主任Erin H.Seeley博士表示：“SCiLS Lab全新的4D特征信息挖掘功能全面聚焦于帶有CCS信息的MALDI成像數據分析。這大大加快了我們的質譜成像工作流程，并實現了組織樣本的高效評估。SCiLS Lab的功能整合為我們的多維度數據分析帶來了極大的使用便利，并促使我們進一步挖掘timsTOF fleX的應用潛力。”

　　MetaboScape 2024現在還支持利用穩定的同位素標記的脂質標準品進行半定量分析，并整合了由代謝組學界推動的領域專用語言 -Mass Spec Query Language（MassQL）。

　　OligoQuest? 2.0軟件增加了自定義寡核苷酸修飾的功能

　　新發布的OligoQuest 2.0軟件增強了RNA和寡核苷酸表征功能，能夠通過完整質量分析和MS/MS分析確認全長產物 (FLP）以及副產物的序列。此外，OligoQuest解決方案還能確認經過修飾的RNA序列和寡核苷酸異構體中的堿基替換。客戶可以定制他們的寡核苷酸組成單元 "字母表"，來注釋標準或自定義的修飾。

　　阿斯利康哥德堡制藥開發部的Fritz Schweikart博士說："有了OligoQuest，我們終于得到了一個等待已久的分析工具，它極大地簡化了我們的反義寡核苷酸（ASO）分析流程，并且還能對MS/MS數據進行深入分析。現在軟件可以輕松地分析化學降解，手動分析MS/MS數據已經成為歷史。雖然軟件后臺質量匹配算法非常復雜，但是軟件用戶交互界面卻非常簡單直觀。”

　　針對代謝組學市場的超高ESI-TOF靈敏度高分辨質譜

　　布魯克推出新一代impact? II VIP高分辨率QTOF質譜儀，采用新型VIP-HESI源，為全面篩查和定量任務提供終極靈敏度。在經過廣泛驗證的impact QTOF可靠性的基礎上，新的技術創新進一步提高了impact II VIP在全靈敏度高分辨模式下的靈敏度，同時兼顧高性能質量分辨率、靈敏度和動態范圍。

　　了解更多新品資訊，敬請參加6月10日中國質譜學術大會同期布魯克午餐會。