布魯克攜手timsTOFPro、PASEF推動蛋白質組學高精度分析

　　分析測試百科網訊 2018年11月15日，第十屆中國蛋白質組學大會（CNHUPO）在廣州召開。布魯克攜捕獲型離子淌度質譜timsTOF Pro、超高分辨磁共振質譜scimaX等眾多明星產品參加了本次盛會。會后，分析測試百科網訊采訪到了布魯克董事總經理兼執行副總裁Dr. Rohan Thakur，聽他講述布魯克在蛋白質組學研究中發揮的作用。

慕尼黑工業大學Andreas David Brunner（左）和Bruker董事總經理兼執行副總裁 Dr. Rohan Thakur（右）

CNHUPO的“鐵桿粉絲”

　　Rohan Thakur回憶到，由CNHUPO舉辦的第一屆中國蛋白質組學大會于2000年召開。從那時起，布魯克便開始參加中國蛋白質組學大會，“中國蛋白質組學大會已經成功舉辦了九屆，布魯克也參加了九屆，今年將是布魯克參加的第十屆大會”。

　　談到國際蛋白質組學會議和中國蛋白質組學大會的區別。Rohan Thakur表示，在參會人數方面，國際蛋白質組學會議參與人數在九百人左右，而中國蛋白質組學大會參與人員高達一千人，這表明蛋白質組學在中國受到極大的關注，布魯克也非常榮幸能參加每一屆的中國蛋白質組學大會。

合作共贏，推動檢測技術發展

　　Rohan Thakur介紹到在往屆的大會報告中，來自慕尼黑工業大學的Andreas David Brunner使用布魯克的timsTOF Pro進行蛋白質組學研究，而Andreas David Brunner的導師Matthias Mann教授則是布魯克重要的合作者之一。布魯克通過與Matthias Mann教授合作，雙方共同開發了timsTOF Pro的PASEF掃描方式，并且將這種方法應用于蛋白質組學研究。對于高度復雜的蛋白質組樣本，采用布魯克timsTOF Pro的PASEF掃描方式提高了靈敏度，并有效提高蛋白質鑒定的可信性。蛋白質組學研究需要快速的數據采集，掃描速度越快，靈敏度就會越高。在目前的商品化質譜儀中，timsTOF Pro的PASEF掃描模式具有更高的掃描速度。

　　Rohan Thakur認為引用Matthias Mann教授的話可以更好的表述這個方法為蛋白質組學分析帶來的好處：通過掃描速度、靈敏度、譜圖歸屬性的提高，使用布魯克的timsTOF Pro可以獲得更多、更精準的檢測數據。這種新技術有可能革新蛋白質組學的幾個領域：在需要運行大批量樣品中確保速度和穩定性的臨床研究；需要增加靈敏度的應用，例如磷酸化多肽的富集實驗或數量有限的待分析細胞；使用同位素標簽的定量實驗，由于附加的離子淌度至少能部分去除由共洗脫峰帶來的污染物，從而避免了由污染物帶來的同位素抑制效應和由此產生的誤差。

timsTOF Pro推動蛋白質組學檢測技術發展

　　雙TIMS分離技術 大幅提升分辨率

timsTOF Pro的雙TIMS，同步的四極桿質量過濾器，高速碰撞池，高分辨UHR-TOF

　　離子淌度種類很多，Bruker創新性地使用了雙TIMS捕獲型離子淌度分離裝置，離子在第一個TIMS部分中進行累積，然后在第二個TIMS中根據淌度進行分離，經過分離后的離子繼續用于MS/MS碎裂，隨后重復該步驟。在PASEF過程中，當第二個TIMS進行分離時，第一個TIMS也同時在平行地累積離子，這樣可以實現近乎100％的離子利用率。“經過Bruker對timsTOF的精細優化，timsTOF Pro采用PASEF的掃描模式，更適合進行蛋白質組學研究”。

timsTOF Pro捕集離子淌度飛行時間質譜

　　對于如何提高蛋白質鑒定準確率，Rohan Thakur表示在使用傳統分析方法時，使用者可以獲得色譜信息、荷質比以及峰強度，在使用timsTOF Pro后，除了上述三種信息外，使用者可以獲得CCS值并構建四維信息，從而提高蛋白質鑒定有效性，降低假陽性率，最終提高蛋白質鑒別準確性。除了布魯克自帶軟件外，還和MaxQuant和Peaks Studio進行合作，共同開發數據處理軟件，從而實現更加精準定性與定量分析。

　　增加準確率的碰撞截面積（CCS）值

　　與傳統的shotgun蛋白質組采集方法相比，timsTOF Pro采用PASEF這種方法可以更好、更快、更靈敏的獲得深度覆蓋的蛋白質信息，并獲得準確的CCS值。在過去15年的蛋白質組學研究中，獲得的數據只包含色譜和質譜譜圖信息。CCS值的補充，可以有效降低鑒定的假陽性率，尤其對低豐度蛋白的準確鑒定具有重要意義。“除了shotgun蛋白質組分析，timsTOF Pro也可應用于其他生物領域”。通過使用PASEF模式后，timsTOF Pro成功應用于脂質組、代謝組研究，顯著提高了靈敏度、掃描速度和數據質量。在數據處理過程中，通過使用分析軟件預測CCS值，隨后與實驗測定的CCS值進行對比，從而提高鑒定結果的可信性。對于CCS值未來的發展，Rohan Thakur表示，希望將這個檢測結果應用于更多的物質鑒定中，最終降低假陽性率。

　　高通量、快速的臨床蛋白質組學研究方案

　　布魯克與 Evosep公司合作，聯合推出了高通量、快速的臨床蛋白質組學研究的整體解決方案，相關論文發表于今年6月的bioRxiv。“我們將timsTOF Pro與Evosep One納流液相色譜系統聯合，通過采用短梯度、高通量的檢測方法，可以在很短的時間內對臨床樣本分析，這套方案每天可以分析200個樣本。我們對這套系統進行了詳細評價，結果非常令人滿意”。 

　　Bruker質譜技術對蛋白質組研究的全方位支持

　　布魯克在蛋白質組學檢測中占有重要地位，同時也推出了多種解決方案，每個領域都有對應的技術方法。“比如我們今年推出的超高分辨率FT/MRMS質譜scimaX，分辨率高達兩千萬，非常適合于非變性的完整蛋白質的分析；MALDI-TOF質譜成像技術，可以在組織水平進行原位的蛋白分析；timsTOF Pro適合于shotgun蛋白質組研究。采用這些先進的質譜技術，可以從多個層次和角度進行蛋白質組的研究，分析組織、血漿等各種類型的樣本。”

　　無國界差異

　　就目前中國與世界蛋白質組學研究看，兩者沒有顯著差異，雙發發表的論文水平也是旗鼓相當。這也表明中國在蛋白質組學分析領域已經占有重要地位。對于儀器要求方面，兩方的要求基本相似。

更靈敏、更快速、更精準的質譜技術以及空間多組學研發

　　 質譜技術在生命科學領域的發展，Rohan Thakur表示，未來的目標仍然是提高檢測速度和靈敏度，從而更快、更精準的探尋更多新物質。Bruker作為MALDI成像技術的行業領先者，希望將MALDI成像技術與蛋白質組、代謝組、脂質組等多組學技術相互結合，實現在組織原位水平的高通量、多組分的觀察。