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蛋白質(zhì)組學(xué)從發(fā)現(xiàn)組學(xué)躍入臨床懷抱的跨越之旅

閱讀：273 發(fā)布時間：2024-7-18
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　　書接上回，基于2024年ASMS剛剛發(fā)布的全新一代Thermo Scientific™Stellar™質(zhì)譜儀，慧心獨具
地將具有強大定量性能的三重四極桿技術(shù)與具有超高靈敏度、超快速全掃描MSn采集能力的雙壓線性離子阱技術(shù)巧妙結(jié)合，并聯(lián)用了全新改進的Thermo Scientific™ Vanquish™ Neo UHPLC系統(tǒng)，使得其在蛋白及多肽的檢測中具有令人期待優(yōu)異性能。

　　今天，我們關(guān)注于，蛋白質(zhì)組學(xué)與全新的Thermo Scientific™Stellar™質(zhì)譜儀一道，以前所未有
的方法來驗證蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)現(xiàn)，讓我們對生物標(biāo)志物的篩選快速的從發(fā)現(xiàn)階段轉(zhuǎn)移到驗證階段，加速從科學(xué)研究到臨床試驗的過渡。

　　作為蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域的閃耀的質(zhì)譜雙子星，Thermo Scientific™ Orbitrap™ Astral™ 與Stellar™協(xié)同工作，以期為我們蛋白質(zhì)組學(xué)用戶提供從未知發(fā)現(xiàn)到已知驗證的全流程服務(wù)。作為攜帶著突破性技術(shù)的首款
上市儀器，Thermo Scientific™Stellar™建立定量性能超出LC-MS/MS的金標(biāo)準(zhǔn)。接下來，我們從儀器性能出發(fā)，從規(guī)模(Scale)、靈敏度(Sensitivity)、特異性(Specificity)、通量(Throughput)以及定量生產(chǎn)力(Quantitative productivity)的各個維度上，對全新一代Thermo Scientific™Stellar™質(zhì)譜儀在蛋白及多肽定量的應(yīng)用進行介紹。

　　首先，在檢測規(guī)模方面，使用全新的Thermo Scientific™Stellar™質(zhì)譜儀進行檢測，相較于之前發(fā)現(xiàn)階段的高分辨質(zhì)譜儀，在實現(xiàn)10倍的靈敏度的同時，單位時間內(nèi)可允許分析的靶點和樣本數(shù)量有了5倍的提升。以目前的檢測能力來說，我們一小時梯度時間內(nèi)，可檢測的多肽數(shù)目約在幾百到兩千的數(shù)量級上，而全新一代Thermo Scientific™Stellar™質(zhì)譜儀經(jīng)過簡單優(yōu)化的方法，在較小的CV值的前提下(小于20%)，多肽的檢測能力即可達(dá)到幾千數(shù)量級甚至更高，動態(tài)范圍則可達(dá)到4-5個數(shù)量級。Thermo Scientific™Stellar™質(zhì)譜儀的出色性能，使得我們能夠增加可驗證的候選生物標(biāo)志物的隊列，并得到更加可靠的結(jié)果。

　　靈敏度方面，不管是在單細(xì)胞水平上，還是在低豐度的PTM水平上，Thermo Scientific™Stellar™的優(yōu)異性能，都能使得我們在驗證水平上不會丟失我們的目標(biāo)肽段及蛋白，且在組間定量比較中，防止遺失掉對較小的變化的發(fā)現(xiàn)。無論是HeLa樣品還是真正的單細(xì)胞樣品，均具有良好的定量下限。從結(jié)果來看，在對單個HeLa細(xì)胞的蛋白和多肽的定量中，在覆蓋了5,000,000以上到5,000 以下的拷貝數(shù)的動態(tài)范圍內(nèi)，tMS2的采集模式共定量到包括395條肽段在內(nèi)的383個蛋白。所示舉例的較低豐度蛋白也能擁有可重現(xiàn)的定量結(jié)果。在磷酸化多肽的定量案例中，我們可以以更高的通量、更低的起始量得到更多的可定量磷酸化多肽。優(yōu)異的靈敏度，也使得在低上樣量的檢測中，兼顧更加廣泛的動態(tài)范圍的同時，得到更加完整的數(shù)據(jù)集，并最大可能減小數(shù)據(jù)的缺失。

　　特異性方面：在蛋白質(zhì)組學(xué)中，從DDA開始，我們通常使用一級來定量；考慮到干擾等問題，在基于Orbitrap檢測器的PRM中，二級子離子定量會有更高的特異性；在全新的Stellar質(zhì)譜中，因其高性能的離子傳輸管可最低
隔離至0.4Th，在盡量降低母離子干擾的前提下，Stellar可以采集高質(zhì)量的MS2、MS3譜圖甚至更高階的MSn譜圖。MS3的使用，使得特別是一些低豐度的肽段，能夠擁有相對更好的靈敏度和特異性，更大程度上減小對于定量準(zhǔn)確性的干擾。

　　在檢測通量方面，以PQ500試劑盒為例，血漿中的580+蛋白，超過800條多肽，依賴于Thermo Scientific™Stellar™的快速采集能力以及tMS2的優(yōu)異靈敏度，可以實現(xiàn)100SPD的絕對定量采集。提升通量的同時，保證了優(yōu)異的定量靈敏度及線性響應(yīng)。

　　軟硬配合提高定量生產(chǎn)力：硬件上，Thermo Scientific™Stellar™優(yōu)化了離子包管理，提高了檢測器的靈敏度，縮短了所需的產(chǎn)物離子積累時間，配合超快速的tMS2采集，提高單位時間內(nèi)靶向定量的肽段數(shù)目。在優(yōu)異的硬件的基礎(chǔ)上，配合有可靠的軟件，才能更加天衣無縫為廣大用戶的實驗工作提供保障。為此，賽默飛提供了簡化的自動化智能方法創(chuàng)建及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，減小用戶的學(xué)習(xí)與時間成本。PRM Conductor系統(tǒng)作為智能化系統(tǒng)，此款工具可集成到大家熟悉的skyline軟件中，可簡化方法創(chuàng)建步驟，最大限度提高色譜利用率，為每個蛋白及多肽的高可信度采集提供最佳LC及MSn參數(shù)。特別是Adaptive RT功能的加入，新的算法在每隔一個采集周期完成后進行檢測、評估和對齊保留時間窗口，實現(xiàn)“Once Right Always Right”，大大提高儀器在大隊列檢測時的能力與穩(wěn)健性。Ardia平臺的接入，且與skyline集成，也使得用戶能夠更加快速、安全、集中化得對數(shù)據(jù)進行管理。

　　除了極其優(yōu)異的性能外，在大規(guī)模的定量檢測中，我們尤其關(guān)注于儀器的穩(wěn)健性表現(xiàn)。如圖所示，在500個樣品的檢測中，液相色譜與質(zhì)譜均表現(xiàn)穩(wěn)健，為大規(guī)模隊列的采集提供保障。

　　賽默飛一直致力于更好地服務(wù)開創(chuàng)人類健康未來的科學(xué)家，包括全新一代Thermo Scientific™Stellar™質(zhì)譜儀在內(nèi)的新一代蛋白質(zhì)組學(xué)工作流程，為廣大科學(xué)家們量身定制了從樣品自動制備、納流液相色譜、離子淌度到人工智能增強型數(shù)據(jù)處理軟件的無所不包的一流
實驗室配置。這意味著廣大用戶在在實驗過程中，從硬件到軟件的無縫銜接，也意味著蛋白質(zhì)組學(xué)從發(fā)現(xiàn)組學(xué)到臨床發(fā)現(xiàn)驗證的無縫銜接。從Thermo Scientific™ Orbitrap™ Astral™到Thermo Scientific™Stellar™雙星閃耀，讓我們一起祝福蛋白質(zhì)組學(xué)旅程所向披靡，一往無前。

穿越星際，鎖定目標(biāo)——定量代謝組學(xué)新

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