布鲁克单细胞质谱系统液质

timsTOFSCP是专门设计的，用于深度、无偏的4D-定量单细胞蛋白组学、免疫肽组学、表观蛋白质组学和翻译后修饰组学（PTM）的仪器。它与scRNA-seq技术相结合，拓展了单细胞研究的视野。通过采用创新的离子源设计，timsTOFSCP提高了离子传输效率，使数据更完整且采集速度更快。另外，经过双正交反射后，离子再进入捕集离子淌度谱（TIMS）中，连续分析数千个样本也无需仪器的清洗。timsTOFSCP还采用了一种全新改进的离子源概念，结合平行积累连续碎裂（PASEF®）采集方法的优势，提供了极高的速度和灵敏度。这些技术的应用使得timsTOFSCP能发现真正的蛋白质组异质性，为单细胞蛋白质组学的性能提升提供了可能。同样，timsTOFSCP革命性的灵敏度可用于免疫肽组学研究和磷酸化蛋白质组学研究。通过使用双TIMS技术，前部TIMS进行离子累积的同时，后部TIMS跟据离子淌度对离子进行释放，这样的设计可以实现近100%的离子利用率。这个过程也即为碰撞横截面（CCS）辅助的平行累积连续碎裂（PASEF®）分析。PaSERRun&Done是专门用于无偏单细胞分析数据的实时质量控制，timsTOFSCP可以以超过120Hz的扫描速度，对数百个微量样本进行分析。

蛋白质组學的研究方式已经发生改变，新的數據分析需求由於增長的數據量而提出。數據分析已成為許多工作流程中的瓶頸。現代分析方法需要在timsTOFSCP上生成大量數據，布魯克已推出實時數據庫搜索功能——即實時並行數據庫搜索引擎（PaSER），從而消除了這一障礙。使用PaSER，LC-MS運行結束後，結果即時呈現——也就是“Run&Done”。MaxQuant/Perseus和PEAKSStudio數據處理開放式數據格式允許研究人員直接使用原始數據，並使用自己選擇的行業領先軟件。MaxQuant軟件通過保留時間、離子淌度、質量和信號強度來提取4維（4D）特征。這有利於肽、蛋白質和翻譯後修飾的鑒定和定量。PEAKSStudio將denovo測序與傳統數據庫搜索相結合，並針對timsTOF原始數據的處理進行了優化。超高靈敏度的dia-PASEF加持4D-蛋白質組學CCS支持的分析，使鑒定更可靠timsControl允许針對感興趣的離子進行dia-PASEF窗口的自定義，並能調整質量隔離窗口，TIMS的掃描範圍，和循環時間，從而使dia-PASEF方法適應不同的色譜方法。結合EvosepOne系統的低流速方法與timsTOFSCP高靈敏度的dia-PASEF方法，可從500pg細胞消化液內鑒定出超過2,000個蛋白質；從250pg的細胞則鑒定出超過1,500個蛋白質。這展示了真正的單細胞蛋白質組學所需的靈敏度。從250pg中鑒定出的蛋白質的豐度範圍約為4個數量級，可以在單細胞水平上進行蛋白質組定量分析。探索腫瘤微環境理解TME及其浸潤性免疫細胞可被認為是影響疾病進展、治療反應和患者生存的關鍵步驟。憑借其高靈敏度，timsTOFSCP能夠在FFPE組織樣本的激光捕獲顯微切割（LMD）獲得的細胞上獲得足夠的蛋白質組深度。典型的工作流如图所示。在timsTOFSCP儀器上，細胞標記物用於識別腫塊中的黑色素瘤癌細胞和那些與基質密切相關的細胞，隨後通過LMD對這兩個群體進行分割，然後進行無偏4D-蛋白質組學分析。關鍵發現：富集分析揭示了中樞和外周黑色素瘤細胞之間的差異調控蛋白，有可能進行疾病分型以指導臨床決策。結果由MatthiasMann教授提供(doi: https://doi.org/10.1101/2020.12.22.423933) "我總是說，單細胞蛋白質組學不會發生在我有生之年，但我很高興這個說法被證明是錯誤的。"MatthiasMann教授，德國Max-Planck生物化學研究所蛋白質組學和信號轉導系主任

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