“窄窗口”窺見大乾坤：OrbitrapAstral質譜儀開啟nDIA新時代

**摘要**

在2024年2月1日，由丹麥哥本哈根大學諾和諾德基金會蛋白質研究中心的Jesper V. Olsen團隊與賽默飛世爾科技質譜研發團隊聯合發表在《Nature Biotechnology》雜志上的一篇研究論文中，介紹了一種新型的質譜技術——“窄窗口式數據非依賴性采集”（nDIA）。這項技術旨在實現快速、可重復的全面蛋白質組定量分析。

**結論1：**

Orbitrap Astral質譜儀有效模糊了數據依賴性采集（DDA）與數據非依賴性采集（DIA）之間的界限。通過結合高分辨率MS1掃描和使用2-Th隔離窗的約200 Hz的并行串聯質譜（MS/MS）掃描，該技術允許在短時間內進行高通量、深度蛋白質組覆蓋和準確定量。

圖2 nDIA 與 DDA 的基準測試  a:Orbitrap Astral 質譜儀硬件概覽

**結論2：**

利用Orbitrap Astral質譜儀，研究人員展示了在不同條件下對酵母和人類細胞蛋白質組進行全面覆蓋的能力。通過使用新的窄窗口式數據非依賴采集（nDIA）方法，實現了對約4,500種蛋白質的快速、高效分析，并成功實現了近乎完整的酵母蛋白質組覆蓋，比之前研究快了10倍。

**結論3：**

通過對不同比例混合的人類、酵母和大腸桿菌蛋白樣品進行分析，研究人員評估了Orbitrap Astral質譜儀在定量準確性和精度方面的性能。結果顯示，在28分鐘的LC梯度下，使用Orbitrap Astral質譜儀分析800ng HEK293細胞裂解液，與使用Orbitrap Exploris 480 MS進行45分鐘LC梯度的分析相比，Orbitrap Astral MS鑒定了超過2倍的蛋白質和3.5倍的肽前體。

圖3 Orbitrap Astral質譜儀增強LFQ的精度

**結論4：**

為了克服人類蛋白質豐度的固有寬動態范圍，研究人員采用了基于離線肽段分離的多次測量蛋白質組學策略。這種方法將所需的質譜采集時間減少了六倍，樣品投入減少了五倍。

圖4 通過multi-shot蛋白質組學全面研究人類蛋白質組

**結論5：**

nDIA技術在系統生物學和臨床蛋白質組學方面具有強大的應用潛力。在功能基因組學篩查中，該技術可用于通過基因敲除或基因沉默等手段評估基因功能。此外，nDIA還可用于高通量分析大型臨床隊列和進行生物標記物發現實驗。

圖5 通過全面的酵母蛋白質組分析進行功能基因組學篩選

**專家點評**

中國醫學科學院蘇州系統醫學研究所的葉子璐研究員認為，利用Orbitrap Astral質譜儀先進的軟硬件平臺開發的窄窗口數據非依賴采集技術（nDIA）在橋接DDA與DIA之間的鴻溝以及推動蛋白質組學進入超高通量分析新時代兩個方面實現了顯著的創新。這項技術對蛋白質組學領域產生了顛覆性的影響。