质谱搜库结果数据分析

timsTOF Pro 2由平行累积连续碎裂技术（ PASEF ）驱动，使得 4D-蛋白质组学和 4D-脂质组学为无偏向性细胞和血浆蛋白质组学、液体活检多组生物标志物发现，以及整合基因组学、蛋白质组学和表观蛋白质组学拓宽了道路。4D-组学时代 —— 解锁第四维度的价值4D-组学的重大突破速度：PASEF 技术实现了在不影响分辨率情况下达到超过 120 Hz 扫描速度。深度：额外一维离子淌度提高了数据完整性。高通量：超快数据采集速度使其可以使用短梯度实现生物样本的高通量分析。耐用性：独特的仪器设计使得其可以连续分析数千个样品，仪器保持稳定的性能而无需清洁。4D-Proteomics&trade 的新标准：更快速度实现蛋白质组全覆盖基于质谱（ MS ）的蛋白质组学一次可实现样本里成千上万蛋白的定性和定量。然而，受到目前质谱仪的扫描速度、灵敏度和分辨率的影响，实现蛋白质组的全覆盖仍然具有挑战性。timsTOF Pro 2 使用平行累积连续碎列（ PASEF ）的技术可实现极高的扫描速度和灵敏度，只需要少量样本就可以达到蛋白质组学鉴定新深度。双 TIMS 和 CCS 的分析捕集离子淌度谱（ TIMS ）首先是一项重要的气相分离技术，它是在高效液相色谱（ HPLC ）和质谱分离的基础上，带来额外一个维度的分离，可大大降低样品分析复杂度，极大提高峰容量和分析物鉴定可靠性。同样重要的是，TIMS 离子淌度管能对离子实现时间和空间上的聚焦，从而独特地提高灵敏度和扫描速度。双 TIMS 技术可以实现近乎 100% 的离子利用率，离子在前一根淌度管内累积，在后一根淌度管内根据离子淌度值分批释放。这种平行累积连续碎裂（ PASEF ）的过程能够实现碰撞横截面（ CCS ）的分析。CCS 额外一个维度信息能够提供很多进一步的分析可能性，可以从复杂数据库实现化合物的高可信度库匹配以及更低的错误发现率（ FDRs ）。4D-Proteomics&trade 的新标准：更快速度实现蛋白质组全覆盖基于质谱（ MS ）的蛋白质组学一次可实现样本里成千上万蛋白的定性和定量。然而，受到目前质谱仪的扫描速度、灵敏度和分辨率的影响，实现蛋白质组的全覆盖仍然具有挑战性。timsTOF Pro 2 使用平行累积连续碎列（ PASEF ）的技术可实现极高的扫描速度和灵敏度，只需要少量样本就可以达到蛋白质组学鉴定新深度。双 TIMS 和 CCS 的分析捕集离子淌度谱（ TIMS ）首先是一项重要的气相分离技术，它是在高效液相色谱（ HPLC ）和质谱分离的基础上，带来额外一个维度的分离，可大大降低样品分析复杂度，极大提高峰容量和分析物鉴定可靠性。同样重要的是，TIMS 离子淌度管能对离子实现时间和空间上的聚焦，从而独特地提高灵敏度和扫描速度。双 TIMS 技术可以实现近乎 100% 的离子利用率，离子在前一根淌度管内累积，在后一根淌度管内根据离子淌度值分批释放。这种平行累积连续碎裂（ PASEF ）的过程能够实现碰撞横截面（ CCS ）的分析。CCS 额外一个维度信息能够提供很多进一步的分析可能性，可以从复杂数据库实现化合物的高可信度库匹配以及更低的错误发现率（ FDRs ）。极高的稳定性和通量无需清洗许多用于蛋白质组学应用的 MS 仪器需要每月清洁一次，在大样本组中每天 24 小时运行。仪器性能下降即使在较短的时间段内也是显而易见的。timsTOF Pro 2 卓越稳定性意味着仪器可以全天运行很多周，而没有明显的信号和其它性能下降。PaSER Run & Done —— 加快4D-蛋白质组学的鉴定速度PaSER（ 实时平行搜索引擎 ）是一个结合硬件和软件的解决方案，能够实现基于样本序列管理的实时数据库搜索引擎。PaSER 以很快的速度就能提供结果，包括 PTM 搜索。通过使用基于 GPU 的搜索，PaSER 在实时或离线模式下可以提供相同的结果，而无需使用简化的算法或中间步骤。PaSER 极快的搜索速度使得在数据采集结束后数秒就能同步拿到搜库结果，真正实现运行并完成！ PaSER 有效地打破了大队列样本数据分析通量壁垒。此外，实时蛋白组学的非标记定量也可以跨越 PaSER 获得的数据结果集，使其瞬间能过渡到定量蛋白质组学。通过 TIMS Viz 使得淌度偏移质量对齐（ MOMA ）变得可视化 ，从而用户可以鉴定和识别只有 4D-Omics 才能看到的共洗脱多肽。 dia-PASEF 增加鉴定可信度dia-PASEF比传统的 DIA 方法有更高灵敏度和选择性，是因为它将 PASEF 原理也应用进来，结合了 DIA 的优点和 PASEF 离子利用率高的优势。TIMS 分离提高了选择性，而且可以将单电荷母离子排除掉，从而降低本底噪音干扰。利用分子量和碰撞横截面 CCS 值的相关性，dia-PASEF 能够实现高可信度化合物鉴定。在 LC-MS/MS分析中， dia-PASEF 能够采集包含 m/z，离子淌度值（ CCS ），保留时间和离子强度的 4D 数据。前所未有的蛋白质覆盖深度凭借强大的 SRIG（ 不锈钢堆叠环形离子向导 ）装置和新优化的 dda-PASEF 方法 ，timsTOF Pro 2 单针能够达到前所未有的蛋白组学覆盖深度。使用自制 HEK 酶切样本， 上样 200 ng，使用 Aurora - 25cm 色谱柱，在 60 分钟梯度下能够鉴定 超过 7,000个 蛋白和 60,000 条多肽。因此 timsTOF Pro 2 可以通过数据库搜索和运行之间的匹配，无需任何谱图库，在一些日常细胞系蛋白组定量实验中实现很高的蛋白覆盖深度。超高灵敏度的高通量靶向蛋白质组学和常规的靶向蛋白组学分析技术（ SRM 和 PRM ）相比，prm-PASEF 在单针中可极大提高监测多肽数目，同时不影响仪器选择性或灵敏度。靶向质谱（ MS ）技术是蛋白质组学实验中一种强大的技术，用来验证大队列样本中的候选生物标志物。与数据依赖采集（ DDA ）和数据非依赖采集（ DIA ）相比，这可以增加检测灵敏度。可是该技术受到在单针中监测离子数目和液相分离出峰时长以及整体灵敏度间的折中限制。只有通过更长的色谱分离时长或降低质谱的灵敏度和选择性，才能获得大量目标肽的完整数据。prm-PASEF 可以极大地提高单针中靶向监测的多肽数目，这得益于布鲁克 timsTOF Pro 2 的第四维分离可以极大提高选择性和灵敏度， PASEF 技术带来的速度可以增加靶向分析离子数量。超高灵敏度应对最困难的分析挑战随着某些特定细胞、少量细胞群或生物穿刺样本的生物研究越来越重要，低样本量蛋白组定量变得至关重要。而如此低的样本量对于质谱灵敏度提出了很高要求。使用高灵敏度的质谱仪对如此低的样本量进行原型定量至关重要。timsTOF Pro 2 上样 200 ng HeLa 样本，使用 Aurora - 25cm 色谱柱，在 30 分钟梯度下使用 PaSER 能够鉴定超过 74,200 个蛋白和接近 30,000 条多肽。dia-PASEF —— 高通量定量蛋白质组学中实现无与伦比的数据完整性和分析深度使用标准 dia-PASEF 方法多针测试结果有着很高重复性。三种不同的 dia-PASEF 窗口设置下使用 Aurora-25cm 柱在 60 分钟梯度下可实现接近 8,000 个蛋白定量和超过 70,000 条多肽，而且有极高的定量准确性。高灵敏度磷酸化蛋白组学分析和同分异构体分离支持 CCS 的近邻位磷酸化位点定量dia-PASEF 在 timsTOF Pro 2 上的高灵敏度、扫描速度和重现性甚至可以实现低样本量的磷酸化蛋白质组学分析。例如可以实现小鼠脑样本起始总蛋白仅为 25 μg 的磷酸化蛋白质组的非标记定量。使用 Evosep 每天 30 个样本的分析方法，三次重复可鉴定出多达 4,473 个 unique 磷酸化多肽。这些结果为针刺活检的应用带来了希望，可以用信号转导的信息补充癌症蛋白质基因组学数据。这些结果为针刺活检的应用带来了希望。此研究结果由 Stefan Tenzer 教授提供。分析样本量有限时的细胞信号传导当肽段在色谱上发生共洗脱时，由于等重性和信号重合，不能测量 CCS 值的传统蛋白质组学是不能实现磷酸化肽异构体的定量的。PASEF 技术使得基于 TiO2 富集时，使用 150 ug 蛋白富集起始量就能够鉴定 27,768 个磷酸化肽，展现了淌度偏离质量对齐（ MOMA ）的优点。1,946 条鉴定的共洗脱异构体中，20% 的异构体可以被TIMS 完全分离，这可以使得我们可以更好地理解邻位蛋白磷酸化位点信息。

扩展高通量 4D-蛋白质组学的功能速度：timsTOF HT 使用的 PASEF 技术能够实现在不影响分辨率和灵敏度的情况下达到超过 150 Hz 的扫描速度；耐用性：独特的仪器设计使得其可以连续分析数千个样品，仪器保持稳定的性能而无需清洁；灵敏度：第四代 TIMS-XR 的超大离子容量极大提升了分析深度；选择性：在四极杆和飞行管之前提供额外一维淌度分离，大大提升了峰容量。捕集型离子淌度分离，支持 CCS 值分析全新的 timsTOF HT 质谱仪整合了第四代超高离子容量的 TIMS-XR 分析器和更先进的数字转换技术。新的设计为无与伦比的蛋白质组学分析深度和高通量定量分析提供了更宽的动态范围。timsTOF HT 提供全面的 CCS 值辅助分析，并支持所有基于平行累积连续碎裂技术（ PASEF ）的数据采集模式，PASEF、dia-PASEF 和 prm-PASEF 使得 4D-蛋白质组学分析拥有更高的灵活性，轻松实现蛋白质组的全覆盖。PaSERPaSER 是一款 “ 运行即完成 ”（ run and done ）的实时数据库搜索平台，能够最大限度的提升鉴定深度和分析通量。内嵌 TIMScore&trade 和 TIMS DIA-NN 模块使得其能充分利用 CCS 值辅助分析，使得蛋白质鉴定更可靠。dia-PASEF 实现更快速的组织样本蛋白质组学分析针对心脏组织样本的快速蛋白质组学分析示例。通过 dia-PASEF 和 30 分钟短梯度色谱分离，对不同样本量的小鼠心脏组织蛋白酶解液进行三次重复分析。在进样量为 800ng 时，能鉴定到 4700 个蛋白，蛋白相对丰度跨越 5 个数量级。原始数据使用 DIA-NN 的非建库模式进行数据检索，蛋白拷贝数通过 ‘proteomics ruler’ 方法进行估算。dia-PASEF 和 TIMS DIA-NN、PaSER 的强大组合使细胞系蛋白质组获得前所未有的深度覆盖加大蛋白酶解液的进样量能够提高鉴定量，获得更高的蛋白覆盖深度。如图为使用 Aurora-25 cm 色谱柱，在 250nL/min 的流速下，通过 60 分钟色谱梯度洗脱，结合 timsTOF HT 质谱仪的 dia-PASEF（ 100 毫秒淌度分离 ）数据采集模式对人类细胞系 K562 的胰酶消化液进行质谱分析结果。采集后的数据通过 TIMS DIA-NN 搜库分析，数据库为 uniprot 人源已注释蛋白。靶向血浆蛋白质组学：30 分钟梯度定量超过 550 个蛋白timsTOF HT 的 dia-PASEF 采集方式与 Biognosys 公司的 PQ500 稳定同位素标肽技术结合，对血浆蛋白质组进行靶向分析。在 30 分钟色谱梯度下，可以实现对 578 个蛋白（ 对应 804 条多肽 ）的准确定量，数据完整性超过 99%。该方法通过一个简单快捷的采集设置将传统 SMS/MRM 技术的选择性和灵敏度结合起来，并能够根据经验后续再进行新靶标的选择。适用于更高进样量的纳升流速液相色谱柱PepSep 25cm 系列色谱柱（ 内径 150 um，粒径 1.5 um ），对于上样量达到 1600ng 的 K562 酶解肽段进行分析时，依然能够保持平均峰宽小于 5 秒。41 分钟的色谱梯度足够支持有效的肽段分离，即便是更高的上样量，也能够获得同源性多肽的分离。

结合行业先进且专用于小分子分析的质谱仪技术与 Thermo Scientific™ AcquireX 智能数据采集策略，Thermo Scientific™ Orbitrap ID-X™ Tribrid™ 质谱仪使您能够采集更多有意义的数据。通过捕获更多低丰度分析物和充分利用简化的数据分析与质谱预测工具，系统的直观、自动化工作流程能够更快地获得结果，帮您实现超越。Orbitrap ID-X 质谱仪与易于使用的 Thermo Scientific™ Xcalibur™ 采集软件、行业领先的 HPLC 系统、Thermo Scientific™ Compound Discoverer™ 数据分析软件以及应用广泛的谱库实现了无缝集成，实现智能 MS。数据采集策略能够轻松地进行小分子结构解析、鉴定和表征。这款质谱系统的其他优势包括：l 融合的四极杆、线性离子阱和 Thermo Scientific™ Orbitrap™ 质谱分析仪技术，可采集丰富的单样品 MSn数据。l 方法编辑器模板具有配置齐全的实验参数，可直接使用，也可以根据需要进行修改。l AquireX 深度表征扫描法能通过可辨识的片段轻松、智能地发现更多化合物，从而提高您的分析能力。l 能通过 Compound Discoverer 软件、Thermo Scientific™ Mass Frontier™ 质谱解析软件和可用的 mzCloud 谱库对已知的未知分析物和未知的未知分析物进行可靠的鉴定和结构解析（用于基于 LC/MS 的结构解析）。这包括 MSn质谱树的生成、计算机模拟片段化和前体离子指纹识别。l 利用 mzLogic 算法以一种全新的方式将谱库相似性搜索与化学数据库结合起来，以鉴定真实未知物的候选物。