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timsTOF Pro-“鸟枪法”蛋白质组学新标准

创新性地引入平行累积连续碎裂(PASEF)技术

Download poster hall Proteomics/ PASEF

更深、更快的蛋白质组学研究

基于质谱的蛋白质组学已经成为同时鉴定和定量成千上万种蛋白的功能强大的技术。然而受到当前质谱仪器扫描速度、灵敏度以及分辨率的限制,要实现蛋白质组的全覆盖还面临着巨大挑战。

timsTOF Pro创新性地引入平行累积连续碎裂(PASEF)技术,从而带来超快扫描速度和超高灵敏度使得仅需很少的样本,就能达到全新的蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学鉴定深度。

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在鸟枪法蛋白质组学分析中实现将近100% 离子利用率(Duty cycle)

独特的双TIMS技术,使得在进行超高灵敏度和超快扫描速度的“鸟枪法”蛋白质组学研究时能达到将近100%离子利用率。新颖的设计使得离子在第一个淌度分析器中进行累积,与此同时在第二个淌度分析器中的离子根据淌度分批释放。这项技术被称为平行累积连续碎裂(PASEF)技术。

PASEF技术:完美匹配鸟枪法蛋白质组学研究

创新性的PASEF技术使得离子在淌度分析器中的累积、淌度分离和四级杆隔离能同步进行。因此基于PASEF技术的timsTOF Pro质谱在大于100Hz的扫描速度的情况下,依然不损失灵敏度和分辨率。

卓越耐用性,无需清洗

在进行大队列的蛋白组学研究时,质谱需要连续分析大量样本,大部分质谱信号在很短时间就会有明显下降,因此一般2周或者一个月需要清洗一次。timsTOF Pro有着卓越的稳定耐用性,仪器能够24小时不间断连续运行数天或数周而没有明显的灵敏度和其它性能下降。

 

 

深度挖掘4D数据:: MaxQuant/Perseus和PEAKS Studio进行数据处理

该平台使用开放的数据格式使得研究人员能直接使用原始数据并使用行业领先的软件进行分析。MaxQuant支持分析四维特征数据即包含保留时间(retention time)、离子淌度(mobility)、质荷比(m/z)和离子强度(intensity)信息,这将大大提高肽段、蛋白质及其翻译后修饰的鉴定的深度和定量的可靠性。PEAKS Studio则结合了从头测序鉴定和传统的数据库检索,软件也为更好地分析timsTOF数据进行了一系列优化。

US HUPO 2019 专家访谈:Juergen Cox教授

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我们现在知道,仅用二个维度(保留时间和质荷比)来分离肽段混合物时,它们仍然非常复杂。原则上来说,再增加一个维度将使得分离情况大大改善。除了增加额外的一步分离,timsTOF还带来极快扫描速度和超高灵敏度,使我们使用更少的样本也能得到更高的蛋白鉴定深度。

Prof. Dr. Matthias Mann, Director Department of Proteomics and Signal Transduction,
Max-Planck-Institute of Biochemistry, Germany

timsTOF Pro – Powered by PASEF

The only PASEF-enabled mass spectrometer

布鲁克在2016年引入了一种革命性的离子淌度技术-捕集离子淌度质谱(TIMS)技术,推出业界超高淌度分辨质谱timsTOF。第二代双淌度分析器可以实现平行累积连续碎裂技术(PASEF),它为“鸟枪法”蛋白质组学研究中的扫描速度、灵敏度和分辨率制定了新标准。

卓越的硬件性能

第二代双淌度分析器专为“鸟枪法”蛋白质组学研究需求设计。独特的双淌度分析器设计使得离子在第二个淌度分析器中根据淌度分批释放时,从离子源过来的后续离子会同时在第一个淌度分析器中进行累积。通过同步的平行累积技术,可以实现近乎100%的离子利用率。

timsTOF Pro采用了一种先进的分段四极质量过滤器,以提高离子传输和隔离效率。由于其超快的质量轴切换时间(<1毫秒),使得PASEF技术达到最好的性能。

Schematic of the timsTOF Pro
Schematic of the timsTOF Pro

TIMS

捕集离子淌度质谱(TIMS)技术首先是一种气相分离技术,它可以在高效液相色谱和质谱之外,对复杂样品体系提供额外一个维度的分离,提高了峰容量和化合物鉴定可信度。同样重要的是,TIMS还可以累积和聚焦特定质量数和淌度值的离子,使得在提供额外一维分离的同时,提高了分析的灵敏度和速度。

PASEF

为了满足“鸟枪法”蛋白质组学的需求,Bruker专家重新设计了MS/MS技术。多肽离子通过捕获型离子淌度分析器进行分离,洗脱(~100ms)并在QTOF中检测,生成TIMS MS热图(a)。在PASEF方法(b)中,离子在淌度分析器中的分离和四级杆隔离同步进行,四级杆能快速切换到下一个母离子。最后采集得到的母离子谱图和碎片离子谱图通过淌度值进行对齐。采用平行累积连续碎裂技术(PASEF)技术,可以实现大于100Hz的扫描速度,而且可以对低丰度肽段进行多次选择并二级碎裂,以提高其谱图质量。

平行累积连续碎裂(PASEF)循环时间:通过同步四级杆和TIMS洗脱时间,在100ms内平均可实现12个母离子的碎裂。智能软件也可针对低丰度母离子进行多次二级碎裂。

PASEF cycle time
Parallel Accumulation Serial Fragmentation (PASEF) cycle time: By synchronizing the quadrupole with the TIMS elution time, an average of 12 precursors can be fragmented within a 100 ms timescale. Intelligent software targets low-level precursors multiple times for PASEF MS/MS fragmentation.

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timsTOF Pro -重新定义蛋白质组学通量和灵敏度

超快扫描速度和超高灵敏度带来高蛋白组覆盖

timsTOF Pro结合了捕集离子淌度质谱(TIMS)技术和平行累积连续碎裂(PASEF)技术,使得不需要很大的样本量(蛋白组学研究中一般肽段柱上样量为1-4µg),就能达到很高的蛋白覆盖深度。
timsTOF Pro仅需低于200ng的上样量就可以得到很好的结果,因此减少了样本制备成本以及仪器维护频率。对于100ng Hela酶解标品,90min梯度就可鉴定超过5400个protein groups。timsTOF Pro在进行微量复杂体系样本分析时,也拥有着良好的定量重现性。

Deep proteome coverage using short gradients

For Research Use Only. Not for Use in Clinical Diagnostic Procedures.