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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：266 發(fā)布時(shí)間：2024-7-18

　　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(dú)具

地將具有強(qiáng)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(jìn)的Thermo Scientific™ Vanquish™ Neo UHPLC系統(tǒng)，使得其在蛋白及多肽的檢測(cè)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(yàn)證蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)現(xiàn)，讓我們對(duì)生物標(biāo)志物的篩選快速的從發(fā)現(xiàn)階段轉(zhuǎn)移到驗(yàn)證階段，加速從科學(xué)研究到臨床試驗(yàn)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(yàn)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(gè)維度上，對(duì)全新一代Thermo Scientific™Stellar™質(zhì)譜儀在蛋白及多肽定量的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

　　首先，在檢測(cè)規(guī)模方面，使用全新的Thermo Scientific™Stellar™質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測(cè)，相較于之前發(fā)現(xiàn)階段的高分辨質(zhì)譜儀，在實(shí)現(xiàn)10倍的靈敏度的同時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)可允許分析的靶點(diǎn)和樣本數(shù)量有了5倍的提升。以目前的檢測(cè)能力來說，我們一小時(shí)梯度時(shí)間內(nèi)，可檢測(cè)的多肽數(shù)目約在幾百到兩千的數(shù)量級(jí)上，而全新一代Thermo Scientific™Stellar™質(zhì)譜儀經(jīng)過簡(jiǎn)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(cè)能力即可達(dá)到幾千數(shù)量級(jí)甚至更高，動(dòng)態(tài)范圍則可達(dá)到4-5個(gè)數(shù)量級(jí)。Thermo Scientific™Stellar™質(zhì)譜儀的出色性能，使得我們能夠增加可驗(yàn)證的候選生物標(biāo)志物的隊(duì)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?cè)隍?yàn)證水平上不會(huì)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(duì)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(duì)單個(gè)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(dòng)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(gè)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(cè)中，兼顧更加廣泛的動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，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(jí)來定量；考慮到干擾等問題，在基于Orbitrap檢測(cè)器的PRM中，二級(jí)子離子定量會(huì)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(duì)更好的靈敏度和特異性，更大程度上減小對(duì)于定量準(zhǔn)確性的干擾。

　　在檢測(cè)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(shí)現(xiàn)100SPD的絕對(duì)定量采集。提升通量的同時(shí)，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(cè)器的靈敏度，縮短了所需的產(chǎn)物離子積累時(shí)間，配合超快速的tMS2采集，提高單位時(shí)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(shí)驗(yàn)工作提供保障。為此，賽默飛提供了簡(jiǎn)化的自動(dòng)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(shí)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(jiǎn)化方法創(chuàng)建步驟，最大限度提高色譜利用率，為每個(gè)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(gè)采集周期完成后進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)估和對(duì)齊保留時(shí)間窗口，實(shí)現(xiàn)“Once Right Always Right”，大大提高儀器在大隊(duì)列檢測(cè)時(shí)的能力與穩(wěn)健性。Ardia平臺(tái)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

　　除了極其優(yōu)異的性能外，在大規(guī)模的定量檢測(cè)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(gè)樣品的檢測(cè)中，液相色譜與質(zhì)譜均表現(xiàn)穩(wěn)健，為大規(guī)模隊(duì)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(dòng)制備、納流液相色譜、離子淌度到人工智能增強(qiáng)型數(shù)據(jù)處理軟件的無所不包的一流

實(shí)驗(yàn)室配置。這意味著廣大用戶在在實(shí)驗(yàn)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(yàn)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。

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