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
质谱蛋白质组学已经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。破译每个单个细胞中的蛋白质组的挑战——细胞异质性——是完全理解其功能的关键。
timsTOF SCP提供了一个彻底改进的离子源概念。结合并行累积序列碎片(PASEF)^®)的获取方法，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少数细胞的翻译后修饰的形态或功能相似。

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改进了进入源的离子传输，同时通过增加更高的压力真空级保持了稳健性。这使得离子电流提高了近5倍。当结合evossep One Whisper方法以100 nL/min的流速运行时，直径-

PASEF方法，灵敏度增益约100X以往的高流量结果与evossep 1。这使得蛋白质组学在真正的单细胞水平上具有良好的重现性、稳健性和首次覆盖每个细胞约1500个蛋白质的无偏性。

捕获离子迁移谱法(TIMS)首先是一种气相分离技术。除了高效液相色谱法(HPLC)和质谱法外，通过额外的分离维度来解决样品的复杂性，增加了化合物表征的峰容量和可信度。

同样重要的是，TIMS装置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技术可实现近100%的占空比，促进前段离子的积累，而后段离子则根据其流动性顺序释放。这个过程是平行积累的串行碎片(PASEF)^®)实现碰撞截面(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。

除了公正的真正的单细胞蛋白质组学应用，timsTOF SCP还提供了卓越的敏感性工作流程，包括从蛋白质组富集多肽。免疫肽组学研究从血浆或组织中纯化免疫肽开始。

由于在这些样本中免疫肽的丰度相对较低，因此timsTOF SCP是在可用材料有限的地方发现新抗原的免疫肽组学的理想方法，如针活检。timsTOF SCP还具有革命性地利用磷蛋白组学研究癌症信号通路的敏感性。

采用捕获离子迁移谱(TIMS)分离肽离子，洗脱(~ 100 ms)，四极杆飞行时间(QTOF)检测，生成TIMS ms热图。在PASEF^®方法采用同样的TIMS分离方法，四极杆在洗脱过程中分离一定的离子，并立即转移到下一个前体。母谱和碎片谱按迁移率值排列。

并行累积序列碎片(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>100 Hz的测序速度，而不损失灵敏度或分辨率。这是通过同步四极分离质量窗口与特定肽包从TIMS漏斗的洗脱时间以及碰撞细胞中的碰撞能量来实现的。

timsTOF SCP允许在测序速度超过100 Hz、蛋白质组学深度不受影响的情况下，以最小样本负荷(<200 ng)分析数百个样本。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程中常见的瓶颈。现代分析方法产生了由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，结果是可用的-有效的运行和完成。

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

布鲁克的MaxQuant软件已经被用于管理空间中的4维(4D)特征，包括保留时间、离子迁移率、质量和信号

强度。这有利于多肽、蛋白质和翻译后修饰的鉴定和定量。

PEAKS Studio将从头测序与传统的数据库搜索相结合，并对timsTOF原始数据的处理进行了优化。

ccs支持的信心识别分析
timsControl允许定制dia-PASEF窗口方案

感兴趣的离子。通过调整质量分离宽度、TIMS范围和循环时间，可以使dia-PASEF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能够在激光捕获显微解剖(LMD)从FFPE组织样本中切除的细胞上提供足够的蛋白质组深度。右图显示了一个典型的工作流。

细胞标志物用于识别肿瘤团块中的黑色素瘤癌细胞和与基质密切相关的细胞，随后通过LMD和timsTOF SCP仪器上的无偏4d -蛋白质组学分析分离这两个群体。

关键发现:富集分析揭示了中枢和外周黑色素瘤细胞之间的差异调节蛋白，这些蛋白可能用于疾病分型，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）