timsTOF SCP

先进的离子光学和PaseF从单个细胞调查细胞异质性和生物学
质谱蛋白质组学已成为了解生物功能和疾病机制的现代研究的主要内容。看似同质的健康或病变组织是由含有各种不同蛋白质组的细胞组成的。在每个单细胞中破译蛋白质组的挑战——细胞的异质性——是充分理解其功能的关键。
timsTOF SCP提供了一个彻底改进的离子源概念。结合并行积累序列破碎法(PASEF)^®)获取方法，它提供了极高的速度和灵敏度来处理单个细胞的蛋白质组或在少数细胞中具有相似形态或功能的翻译后修饰。

timsTOF SCP具有改进的离子源几何结构，包括1mm的毛细管识别，可将5倍以上的离子转移到一个额外的更高压力级离子漏斗和8级差分抽真空系统。

较大的毛细管产生超高敏感性，额外的正交离子反射和随后的漏斗提供了一个单独的差动泵浦的阶段，维持来自TIMSTOF仪器系列的系统稳健性。

timsTOF SCP提高了离子传输到源的能力，同时增加了一个更高压力的真空级，保持了鲁棒性。这使得离子电流几乎提高了5倍。当与以100nl /min流速运行的Evosep One Whisper方法相结合时，直径-

采用PASEF方法，Evosep One的灵敏度比之前的高流量结果提高了约100倍。这使真正的单细胞水平上的无偏置蛋白质组学具有良好的再现性、稳健性和覆盖率，每细胞首次约1500个蛋白质。

捕获离子迁移谱法(tms)首先是一种气相分离技术。除了高效液相色谱(HPLC)和质谱分析外，还增加了分离维度，从而解决了样品的复杂性，提高了化合物表征的峰容量和可信度。

同样重要的是，TIMS设备还可以积累和浓缩给定质量和流动性的离子，从而实现了灵敏度和速度的独特提高。
双tims技术可以实现近100%的占空比，促进前面部分的积累，而离子在后面部分根据其流动性顺序释放。这种并行积累序列破碎过程(PASEF)^®)支持碰撞截面(CCS)分析。

ccs支持的分析打开了许多进一步的分析可能性，从更大的复合识别的确定性，到有信心的库匹配和更低的错误发现率(FDRs)在大型数据集。

除了真实的单细胞蛋白质组学应用，timsTOF SCP还提供了从蛋白质组学中富集多肽的工作流程的卓越灵敏度。免疫肽组学研究从血浆或组织中纯化免疫肽开始。

由于免疫多肽在这些样品中含量相对较低，timsTOF SCP对于可用材料有限的新抗原发现免疫多肽是理想的，比如在针活检中。timsTOF SCP还具有革命性的磷酸化蛋白质组学应用于癌症信号通路研究的敏感性。

采用捕获离子迁移谱(TIMS)分离肽离子，洗脱(~ 100 ms)，在四极飞行时间(QTOF)中检测，生成TIMS ms热图。在PASEF^®方法同样的TIMS分离与四极子在其洗脱过程中分离特定的离子种类，并立即转移到下一个前体。母谱和碎片谱按迁移率值排列。

并行积累序列破碎(PASEF)^®）技术实现了> 100 Hz的测序速度。使用pasef.^®通过多次选择低丰度的多肽，提高其质谱质量。

PASEF^®：适合霰弹枪蛋白质组学
由PASEF驱动的timsTOF SCP^®提供了一个> 100hz的测序速度而不失去灵敏度或分辨率。这是通过同步四极分离质量窗与从TIMS漏斗中特异性肽包的洗脱时间以及碰撞细胞中的碰撞能量来实现的。

该timsTOF SCP允许以最小的样品负载(<200 ng)分析数百个样品，测序速度超过100 Hz，且蛋白质组深度不受影响。这改变了蛋白质组学的研究方式，但增加的数据需要一个新的数据分析水平。

数据分析是许多工作流中常见的瓶颈。现代分析方法会产生由timsTOF SCP生成的数百行数据。Bruker引入了实时数据库搜索功能——实时并行数据库搜索引擎(PaSER)，消除了这一障碍。使用PaSER，一旦LC-MS运行完成，就可以得到结果——有效地run & Done。

开放文件数据格式允许研究人员直接处理原始数据，并使用他们选择的行业领先软件。

Bruker的MaxQuant软件已被用于管理由保留时间、离子迁移率、质量和信号跨越的空间中的4维(4D)特征

强度。这有利于多肽、蛋白质和翻译后修饰的鉴定和定量。

peak Studio结合了从头测序与传统的数据库搜索，并优化处理timsTOF原始数据。

支持ccs的分析用于可靠的识别
timsControl允许自定义dia-PASEF窗口方案的重点

我们感兴趣的离子。通过调整质量隔离宽度、TIMS范围和循环时间，dia-PASEF可以适应不同的色谱方法。

结合低流动液相色谱与低语Evosep一个系统的高灵敏度dia-PASEF timsTOF SCP,超过2000个蛋白质被确定从1500年500 pg细胞消化和蛋白质被确定从250年pg,展示所需的灵敏度真正的单细胞蛋白质组学。从250 pg中鉴定的蛋白质覆盖了大约4个数量级的丰度范围，使得在单细胞水平上进行定量蛋白质组分析成为可能。

了解TME及其浸润的免疫细胞可被认为是影响疾病进展、治疗反应和患者生存的关键步骤。由于其高灵敏度，timsTOF SCP使激光捕获显微解剖(LMD)从FFPE组织样本中切除的细胞具有足够的蛋白质组深度。右图显示了一个典型的工作流。

细胞标记物用于鉴别肿瘤肿块中的黑色素瘤癌细胞以及与基质密切相关的细胞，并通过LMD和timsTOF SCP仪器进行无偏4d蛋白质组学分析。

关键发现:富集分析显示中央和外周黑素瘤细胞之间的差异调节蛋白具有疾病分型的潜力，以指导临床决策。
结果由Matthias Mann教授提供（Doi：https://doi.org/10.1101/2020.12.22.423933）