4d组学的时代
解锁第四维度的价值
质谱(MS)为基础的蛋白质组学是鉴别和量化成千上万种蛋白质的首选方法。然而,由于目前质谱仪的速度、灵敏度和分辨率有限,蛋白质组的完全覆盖仍然具有挑战性。
timsTOF Pro 2采用并行累积串行碎片(PASEF®)获取方法提供极高的速度和灵敏度,只需要极少的样本量就能达到蛋白质组学的新深度。
俘获离子迁移率光谱法(TIMS)首先是一种气相分离技术。除了高效液相色谱(HPLC)和质谱,通过增加分离维度解决了样品的复杂性,增加了化合物表征的峰值容量和可信度。
同样重要的是,TIMS装置还可以积累和集中特定质量和迁移率的离子,从而实现灵敏度和速度的独特提高。
双tims技术可以实现接近100%的占空比,促进前段的积累,而在后段的离子根据其迁移率依次释放。这个过程的并行积累串行碎片(PASEF®)可以进行CCS (collision cross section)分析。
支持ccs的分析打开了许多进一步的分析可能性,从更大的确定性化合物识别到自信的库匹配和在大型数据集中更低的错误发现率(fdr)。
介绍了timsTOF Pro 2质谱计与我们最新一代TIMS分析仪和一个完全重制的不锈钢堆叠环形离子导管(SRIG)。新设计提供了3倍以上的离子容量。新的离子冷却多极管用于离子预处理和改进的离子注入到四极管中,并进一步简化离子光学,以更有效地从TIMS电池到TOF分析仪的离子传递,进一步最大化了在MS和PASEF MS/MS中的离子传递和灵敏度。
TIMS电池的独特设计意味着离子根据其迁移率从TIMS分析仪的第二部分释放,而进一步进入的离子可以在TIMS分析仪的第一部分并行积累。
这种并行积累技术实现了接近100%的占空比,导致几乎没有离子损失。
重新设计MS/MS技术,以满足蛋白质组学的速度要求。肽离子使用捕获离子迁移光谱法分离,洗脱(~ 100 ms),在四极飞行时间(QTOF)中检测,生成TIMS ms热图。在并行积累序列碎片(PASEF®)方法使用相同的TIMS分离:四极柱在洗脱过程中分离出某种离子,并立即转移到下一个前驱体。母谱和片段谱按迁移率值对齐。
PASEF®该技术可实现>100 Hz的测序速度,并可通过多次筛选提高低丰度多肽的MS/MS光谱质量。
PASEF®:非常适合霰弹枪蛋白质组学
timsTOF Pro 2由PASEF驱动®提供>100 Hz的测序速度,而不失去灵敏度或分辨率。这是通过同步四极隔离质量窗口和TIMS漏斗中特定肽包的洗脱时间来实现的。
最小的清洁要求
许多用于蛋白质组学应用的MS仪器在每天24小时对大样本队列运行时需要每月清洗。bob平台靠谱吗性能退化
即使在较短的时间内也很明显。timsTOF Pro 2优越的鲁棒性意味着该仪器可以在数周内全天候运行,而不会有明显的灵敏度或其他性能指标损失。
“自26个月前(2019年2月)我们开始与TimsTOF Pro合作以来,我们已经运行了超过25000个LCMS样本,其中约5000个是未耗尽的血浆消化。到目前为止,我们几乎没有停机时间。”
PaSER(实时并行搜索引擎)是一种硬件和软件相结合的解决方案,支持完全集成的实时数据库搜索和基于结果的样本队列管理。
PaSER以不妥协的速度提供结果,包括PTM搜索。通过利用基于GPU的搜索,PaSER在实时或离线模式下提供相同的结果,而不需要使用简化的算法或中间体。这种不妥协的搜索速度的PaSER允许您有手上的结果,几秒钟后,收购结束,运行和完成!PaSER有效地消除了大样本队列和更高吞吐量带来的数据分析瓶颈。
此外,实时LFQ量化也可以跨PaSER采集的数据集进行,使过渡到定量蛋白质组学瞬间。利用TIMS Viz可视化迁移偏移质量对齐(MOMA)特征,用户可以立即识别和表征只有4d组学才能看到和识别的等压和近等压多肽。
DIA -PASEF结合了DIA的优点和PASEF固有的离子效率,将PASEF原理应用于数据独立采集,比传统的DIA方法更加敏感和有选择性。
TIMS分离增加了选择性,从碎片中排除了单电荷前体,并通过从噪声中集中信号来清理样本。
利用来自双tims漏斗的分子量和CCS编码信息的相关性,dia-PASEF实现了最可靠的化合物识别。在整个LC-MS/MS dia-PASEF运行过程中,创建了一个包含m/z、离子迁移率(CCS)、保留时间和强度的完美数据长方体。
timsTOF Pro 2具有强大的SRIG (stacking Ring Ion Guide)配置和新的优化标准da- pasef方法,在单针蛋白质组学中提供了前所未有的蛋白质组覆盖深度。使用Aurora-25 cm色谱柱,从200 ng的HEK tryptic消化液中提取60分钟的梯度,鉴定出超过7000个蛋白组和60,000个多肽。
因此,timsTOF Pro 2直接通过数据库搜索和运行之间的匹配,而不需要任何谱库,为日常细胞系蛋白质组量化实验提供了深入的蛋白质组覆盖。不同的数据库搜索策略会产生非常相似的结果。PaSER可以实时识别蛋白质,MaxQuant可以在蛋白质和肽水平上获得相似的ID号。
与标准选择和平行反应监测(SRM和PRM)相比,PRM - pasef增加了单一采集方法中可靶向的肽的数量,而不影响选择性或敏感性。
靶向质谱(MS)是一种强大的技术,用于蛋白质组学实验——例如,在大样本队列中验证生物标志物候选。与数据依赖采集(DDA)和数据独立采集(DIA)相比,这增加了灵敏度。该技术受到单次测定的目标数量、液相色谱分离阶段的持续时间和整体灵敏度之间的必要妥协的限制。只有通过更长时间的色谱分离或降低质谱灵敏度和选择性,才能获得大量目标肽的完整数据。
prm-PASEF通过使用Bruker的timsTOF Pro 2从第四维分离中获益,提高选择性和灵敏度,增加PASEF的速度,增加前体靶标的数量,从而增加单次获取的靶向肽的数量。bob电竞安全吗
使用低样品量的蛋白质组量化对于越来越多的生物应用是至关重要的,如特化细胞,稀有细胞群,或细针吸肿瘤活检。bob平台靠谱吗使用灵敏的质谱仪对如此低的样本量进行蛋白质组量化是至关重要的。从20 ng的HeLa (Pierce)多肽在Aurora-25厘米柱上以30分钟的梯度测量,PaSER -实时搜索引擎-识别了超过4200个蛋白质组和接近30,000个多肽。
使用标准的dia-PASEF方法进行数据独立采集,可在多次运行中进行重复识别。三种不同的dia-PASEF窗口方案允许在60分钟的梯度中使用Aurora-25cm柱定量接近8000个蛋白质组和超过70,000个肽序列,同时展示定量精度。
近端磷酸化位点的ccs量化
dia-PASEF在timsTOF Pro 2上的高灵敏度、测序速度和重现性甚至可以在有限的样本量下进行定量磷蛋白组学分析。从小鼠大脑样本中获得的总蛋白只有25 μg,磷蛋白组的无标记量化是可行的。使用30 SPD(每天采样)Evosep方法对富集的磷酸肽进行diia - pasef分析,结果在三个富集重复中识别出多达4473个独特的磷酸肽。这些结果为穿刺活检的应用提供了进一步的希望,用信号转导的信息补充了癌症蛋白质基因组学数据。结果由Stefan Tenzer教授提供。
分析样本数量有限的细胞信号
在色谱共洗脱时,由于等压特性和信号叠加,在没有CCS信息的传统蛋白质组学方法中,磷肽(p肽)异构体的定量是不可能的。从150 μg tio2为基础的标准富集工作流程中PASEF分析,识别出27,768个磷酸肽,如右图所示,揭示了离子迁移分离与迁移偏移质量对齐(MOMA)的好处。从1946年确定的共洗脱异构体开始,20%可以被TIMS完全分离,从而更好地了解近端蛋白质磷酸化位点。
“除了它的高灵敏度,timsTOF Pro仪器的一个独特之处在于它能够分辨气相中的位置磷酸化异构体,从而提供对信号通路更详细的了解。”
仅供研究用途。不用于临床诊断程序。