2 . timsTOF Pro

液相色谱-质谱联用技术已成为各组学研究领域的金标准。然而，受传统质谱技术在扫描速度、灵敏度和分辨率方面的限制影响，在复杂生物样本的分析中，对于蛋白质组与代谢组的深度覆盖，仍然具有挑战性。

通过捕集离子淌度技术的引入，解锁全新的平行累积连续碎裂技术(pasef .^®），实现极高的二级扫描速度和灵敏度，并且只需要少量样本就可以达到组学鉴定新深度。

捕集离子淌度谱(蒂姆)首先是一项重要的气相分离技术,它是在高效液相色谱(HPLC)和质谱分离的基础上,带来额外一个维度的分离,可大大降低样品分析复杂度,极大提高峰容量和分析物鉴定可靠性。

同样重要的是，tims离子淌度管能对离子实现时间和空间上的聚焦，从而独特地提高灵敏度和扫描速度。

双蒂姆斯技术可以实现近乎100%的离子利用率,离子在前一根淌度管内累积,在后一根淌度管内根据离子淌度值分批释放。这种平行累积连续碎裂(pasef^®)的过程能够实现碰撞横截面(CCS)的分析。

CCS额外一个维度信息能够提供很多进一步的分析可能性,可以从复杂数据库实现化合物的高可信度库匹配以及更低的错误发现率(罗斯福)。

timsTOF Pro 2配备了最新一代双TIMS分析器，离子容量可提高三倍。经过简化的离子透镜最大限度地提高了离子传输效率和灵敏度，为4d -多组学建立了新的标准。通过开创性的pasef^®技术实现多组学研究中对质谱扫描速度的高要求。在PASEF^®方法中,离子通过捕集离子淌度质谱进行分离,洗脱(~ 100毫秒),并在四极杆飞行时间质谱(QTOF)中检测,从而生成TIMS-MS热图。经聚焦的同一批离子通过蒂姆斯进行淌度分离后,又通过四极杆对特定离子进行逐一隔离进行二级碎裂,母离子和碎片离子谱图按离子淌度值进行对齐。PASEF^®技术可达到> 120 Hz的扫描速度,可以实现对低丰度肽段离子多次重复选择并碎裂,以提高低丰度肽的二级谱图质量,从而实现了更高置信度的肽谱匹配(PSM)。

dia-PASEF^®比传统的dia方法有更高灵敏度和选择性，是因为它将pasef^®原理也应用进来，结合了dia的优点和pasef^®离子利用率高的优势。蒂姆斯分离提高了选择性，而且可以将单电荷母离子排除掉，从而降低本底噪音干扰。利用分子量和碰撞横截面CCS值的相关性，dia-PASEF^®能够实现高可信度化合物鉴定。在LC-MS/MS分析中，dia-PASEF^®能够采集包含m/z，离子淌度值(CCS)，保留时间和离子强度的4D数据。

凭借全新的TIMS装置(SRIG)和优化的dia-PASEF^®方法，timsTOF Pro 2单针能够达到前所未有的蛋白质组学覆盖深度。在结合nanoElute的timsTOF Pro 2平台上,采用PepSep 25厘米色谱柱在35分钟梯度(~ 30个样本/天)下对200 ng K562酶切样本进行dia-PASEF^®分析,得到的数据通过TIMScore™加持的含有CCS值预测信息的谱图库搜索,可以鉴定到接近9000种蛋白质。

timsTOF Pro 2采集的数据可以无需借助谱图库,仅通过数据库搜索和运行之间的匹配(MBR),即可在蛋白组定量实验中实现很高的蛋白覆盖深度。即便使用不同的数据搜索软件，也能得到类似的结果，并且能够进行实时数据搜库的PaSER™MaxQuant在蛋白质和肽段鉴定结果上比较相近。

prm-PASEF^®通过利用布鲁克timsTOF Pro 2的第四维分离技术来提高选择性和灵敏度,以及因为PASEF^®带来的扫描速度提升，增加了单次采集中靶向的多肽数目。在不影响timsTOF Pro 2仪器选择性和灵敏度的同时，即可单针同时监测上百个母离子。

prm-PASEF^®分析方法结合了高灵敏度，高通量和高选择性，无论是高数量的靶标离子分析，还是超短梯度下的定量分析（ 例如，< 5 分钟 ），都能够带来高度重现性的准确定量结果。

高质量的ms / ms二级谱图对于非靶向代谢组学中的代谢物注释至关重要。优化后的4 d -代谢组学方法即便在样本浓度极低的前提下,依然能够在单个样本分析中,同时获得女士一级质谱的定量信息以及对应的MS / MS二级碎片信息,从而实现对主要成分的覆盖。

PASEF^®可以从淌度的维度对母离子进行选择，获得更干净的二级谱图。通过测量得到的高精度的CCS值,结合精确的一级质量数,同位素峰型匹配,保留时间和同步生成的MS / MS二级谱图,使化合物的注释结果具有更高的置信度。

与蛋白质组学样本相似，脂质提取物由于脂类结构的多样性而具有较高的样本复杂度。高质量的ms / ms谱图是获得准确脂质注释的必要条件。PASEF^®将CCS值引入到鉴定流程，可用于进一步提高脂质注释置信度。

通过MetaboScape^®软件能够对timsTOF Pro2采集的脂质组学数据轻松分析,其引入了全新的不依赖数据库的脂质注释工具,能够利用已发表文章中脂质的碎裂规则以及最新的CCS值预测技术,来对脂质进行注释,将4个维度获取的信息充分利用。

PASEF^®通过使用淌度和四极杆的联动,在100 ms的时间内采集10多个母离子的二级谱图,拥有超高的二级扫描速率。淌度的分离不仅能排除杂质/污染物的干扰,同时能解析同重和同分异构的脂质,获得同重素各自干净的MS / MS谱图,从而提高脂质的鉴定量和注释的置信度。

基于timsTOF Pro 2卓越的扫描速度,无论是采用GC-APCI系统还是UHPLC VIP-HESI系统进行数据采集,都能进行未知物的筛查。再结合tasq^®数据处理软件, 布鲁克提供从数据采集到自动数据分析处理的完整解决方案。

数据后处理中，淌度过滤窗口的引入，将色谱和质谱中的干扰峰同时去除，使复杂基质中目标离子峰的灵敏度和选择性增强。如上图所示,在浓度为1 ng / mL的洋葱样本中对噻虫啉标准品进行监测,引入淌度过滤窗口带来的效果显而易见的。低丰度杂质随着逐渐缩窄的淌度范围被过滤掉,因此能够获得一个与TargetScreener目标物筛选软件的数据库完美匹配的谱峰图,并通过绿色MRSQC打分标识出来。

无需清洗
许多用于组学应用的质谱仪器在进行 24 小时不停歇的大队列样本分析中需要每月至少进行一次清洗。甚至在更短的时间内仪器性能显而易见的下降。

timsTOF Pro 2卓越的稳定性意昧着仪器可以全天24小时运行很多周,而没有明显的信号和其他性能下降。