人类健康研究是一个需要多学科共同努力的广阔领域。涉及人类健康的广泛学科之间的一个共同点是使用质谱(MS)，它已发展成为这一领域研究的主要工具。质谱是一种高度成熟的分析蛋白质和多肽的技术，它在蛋白质组学中有应用，包括编目蛋白质表达，识别蛋白质修饰和蛋白质特征- - - - - -蛋白质相互作用。
在MS的现代进步使蛋白质组学在更多的生物领域的使用比以往任何时候。基于ms的蛋白质组学具有独特的优势，可以对蛋白质及其变化进行全面分析，包括翻译后修饰(PTMs)，以提供生物系统的全面解释。一种基于ms的方法最近获得了巨大的吸引力，即数据独立采集(DIA)。DIA在十多年前推出，已成为下一代蛋白质组学工作流程的首选方法。
188金宝搏备用您能有幸与全球战略营销部高级经理凯瑟琳·特兰交谈吗- - - - - -在SCIEX的生命科学研究，找出DIA-MS是如何工作的，以及它如何被用于进一步了解复杂的人类蛋白质组。
凯蒂·布莱顿(KB):你能告诉我为什么分析不那么丰富的蛋白质物种在追求生物学见解方面可能很重要吗?
凯瑟琳·陈(KT):有趣的是，丰度较低的蛋白质通常是生物学上最感兴趣或最关心的蛋白质，特别是在人类健康方面。例如，许多疾病，如癌症，直到病情发展到晚期才表现出明显的临床症状，难以成功治疗。然而，如果我们能探测到这些疾病在早期阶段，通过尽早发现他们的蛋白质生物标志物，我们可以通过优化治疗计划来降低与疾病相关的死亡率，因为我们知道应该在什么时候对哪个人进行什么治疗。
不幸的是，说起来容易做起来难。的人体体液蛋白质组的巨大动态范围例如血浆中的蛋白质，使得很难检测这些蛋白质生物标志物，特别是在非常低的丰度下。就像大海捞针一样，很多都很重要信号蛋白或调节蛋白浓度在微克/毫升到皮克/毫升范围内，其中蛋白质浓度在血液中可以有超过10个数量级的差异。此外，高丰度的蛋白质，如球蛋白，或在克/毫升范围内的凝固因子经常掩盖低丰度的蛋白质，这进一步使这些生物标志物的检测复杂化。因此，蛋白质组学研究人员继续追求分析技术和方法的进步，可以加强微量水平的检测敏感性和特异性．
KB:什么是DIA-MS，它在定量蛋白质组学中是如何应用的?
KT:在串联质谱(MS/MS)中，DIA允许所有检测到的可电离前体离子在活化细胞中进一步破碎，而不考虑丰度或其他标准。这不仅提高了样本集之间的可重复性，而且我们还可以期待一个几乎完整、全面的数据集，其中包含所有前体离子的片段数据，包括低丰度的蛋白质物种。
与之前的数据依赖采集(DDA)方法相比，DIA通常为MS/MS使用更宽的前驱体选择窗口，允许多种化合物同时通过质量分析仪。这些窗口跨越整个前体质量范围，因此每个周期的所有前体质量都是碎片化的。然而，现在所有检测到的可电离前体都被选择碎片化，DIA生成的光谱往往比dda生成的光谱更复杂。
为了增强DIA工作流程的深度和特异性，SCIEX和一组高度认可的科学家提出了一种独特的DIA方法DIA狭长，它使用许多窗口，以尽量减少每个窗口内前体离子的数量。SWATH DIA和飞行时间(TOF)仪器的快速MS/MS扫描相结合，可以在每个周期内通过所有窗口进行迭代，同时仍然覆盖广泛的质量范围。此外，SWATH DIA允许可变窗口宽度，以进一步提高选择性。使用可变窗口，每个前导窗口的宽度根据在该质量范围内发现的数据的复杂性进行调整。在分析物密度最大的地方使用非常窄的窗口，在分析物密度更稀疏的地方使用更宽的窗口。这增加了高质量可识别和可量化前体的百分比。
KB:最近，SCIEX推出了Zeno SWATH DIA，它利用了Zeno trap的功能。为什么这对数据采集方法很重要?
KT:芝诺陷阱本身也是一项新技术，只有在我们最新的质谱仪上才有，ZenoTOF 7600系统，在离子路径内创建陷阱和释放设置，以增加占空比并提高MS/MS灵敏度。
占空比是指注入质谱仪TOF区域的离子的百分比。然而，这通常只占标准TOF仪器中离子的5-25%左右。为了克服这一挑战，SCIEX引入了芝诺陷阱，一旦前体离子进入质量分析仪，它就会关闭它们。一旦所有的离子都进入，它们就会按照质量电荷比高到质量电荷比低的顺序释放，并同时到达TOF加速器。因此，Zeno阱将占空比提高到90%以上。
由于DIA的目标是创建一个几乎完整和全面的数据集，因此Zeno陷阱进一步增强了这个工作流程。
KB:蛋白质组学研究的主要挑战是什么? Zeno SWATH DIA是如何应对这些挑战的?
KT:虽然目前基于ms的蛋白质组学方法专注于增加给定样本中识别的蛋白质数量，但许多生物学和生物医学问题需要处理大样本系列以及这些蛋白质的量化。我们需要确定蛋白质的活性、相互作用和蛋白质形态，以提供实际的生物学见解。然而，高通量工作流程和准确的定量分析往往是蛋白质组学的主要挑战。芝诺·斯瓦特·迪亚旨在应对这些挑战。通过将Zeno陷阱的高占空比与SWATH DIA的快速速度相结合，我们可以在更快的时间框架内以更高的灵敏度最大化地测量分析物的数量。
KB:使用Zeno SWATH DIA时的工作流程是什么样的，与传统的蛋白质定量方法相比如何?
KT:将Zeno SWATH DIA应用于蛋白质组学研究的一个好处是，研究人员可以使用明显更少的样本量，同时仍能获得比传统方法更好的蛋白质覆盖率。我们甚至使用Zeno SWATH DIA分析了亚纳米量的样品，这在我们朝着单细胞运动的方向发展时尤为重要。
此外，组成Zeno SWATH DIA的独特技术和方法的组合为研究人员提供了给定样本集的更深入的蛋白质组学快照。由于缺失值的减少和更好的MS/MS碎片而提高的可重复性将提高蛋白质和肽定量的准确性。在一项内部研究中，开发了一种高度复用的靶向肽定量试验，以探索zenoof 7600系统上Zeno MS/MS的定量能力。使用804个重标记合成肽的混合物注入血浆，发现由于Zeno MS/MS而增加的肽敏感性几乎是6倍。所有804个多肽的重复性也很好，中位CV为6.1%。此外，还生成了酶解血浆的浓度曲线，并在色谱柱上发现肽的中位定量下限(LLOQ)为207 amol。
KB: Zeno SWATH DIA的应用是什么?它如何使这些领域的研究人员受益?
KT:虽然我们一直在讨论如何将Zeno SWATH DIA应用于人类健康研究，但这项技术有各种各样的应用。虽然DIA-MS主要用于蛋白质组学，但它已扩展到代谢组学和脂质组学、生物制药、临床和法医研究，甚至食品和环境科学。
使用Zeno SWATH DIA，研究人员可以提高质谱数据的灵敏度(覆盖深度和碎片质量)，并提高数据采集的速度。更多信息，请访问sciex.com/ZenoSWATHDIA下载关于Zeno SWATH DIA的独家白皮书在这里．
凯瑟琳·特兰采访了凯蒂·布莱顿，科技网络的科学文案。188金宝搏备用
