质谱细胞高维数据分析

timsTOF SCP—— 拓展单细胞研究视野timsTOF SCP 专为无偏深度 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 ）设计，和 scRNA-seq 技术形成补充，从而拓展单细胞研究的视野。重新定义单细胞蛋白质组学 —— 发现真正的蛋白质组异质性拓展单细胞研究视野超高灵敏度：开创性的新的离子源几何设计，让离子传输效率提高 5 倍，并带来更高的稳定性。数据更完整：数据非依赖性采集 —— 平行累积连续碎列（ dia-PASEF ）超越定量重复性的极限，为大规模研究细胞异质性铺平道路。超快采集速度：高采集速度与 dia-PASEF 灵敏度相结合，可采用短色谱梯度进行样本分析，从而减少极低的样本量分析时的色谱稀释效应。更稳定：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。重新定义单细胞蛋白质组学先进的离子透镜和 PASEF 技术，可从单个细胞中发现细胞异质性和生物学特性基于质谱的蛋白质组学已成为现代研究理解生物功能和疾病机制的主要工具。健康或疾病组织看起来是同质的，但其蛋白质组是非常不同的。破解每个细胞中的蛋白组的差异（ 细胞异质性 ）是充分理解其功能的关键。timsTOF SCP 采用了一个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，以应对单细胞的蛋白组或后几个细胞的翻译后修饰的分析挑战。开创性的离子传输技术发现真正的蛋白质组异质性timsTOF SCP 采用经过改进的离子源几何设计，包括 1 毫米离子传输毛细管可将离子传输提升五倍，更高压力级的离子漏斗和八级真空系统。更大的离子传输毛细管带来超高灵敏度，额外的正交离子反射和高压离子漏斗，提供独立的、差分真空系统，依然维持了 timsTOF 仪器系列所固有的系统稳定性。蛋白质组学性能的显著提升timsTOF SCP 全新的设计提高了离子在离子源里的传输，更高的真空度维持了仪器的稳定性，这些改进让离子传输提升近 5 倍。当与以 100 nL/min 流速运行的 Evosep One Whisper 方法和 dia-PASEF 方法相结合时，Evosep One 的灵敏度比以前的高流速方法提高了约 100 倍，这使得单细胞水平的无偏蛋白质组学具有非常好的重现性和稳定性，并首次实现每个细胞覆盖约 1,500 种蛋白质。双 TIMS，CCS 支持的分析捕集离子淌度谱（ TIMS ）首先是前级的气相分离技术，在高性能液相色谱（HPLC）和质谱分离的基础上，离子淌度带来的额外的一个维度分离，降低了样品的复杂离，提高了峰容量和分析的可靠性。同样重要的是，TIMS 还对特定质量和淌度值的离子进行累积和聚焦，从而实现灵敏度和速度的独特提升。通过双 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。支持 CCS 的分析为数据进一步的分析提供了很多的可能性，从更可靠的化合物鉴定到更可靠的数据库比对，以及的更大确定性到自信的库匹配，以及降低大型数据集中的误发现率（ false discovery rates，FDRs ）。免疫肽组学和其它富集工作流程的理想检测工具除了无偏真单细胞蛋白质组学应用外，timsTOF SCP 还提供了出色的灵敏度，可用于一些需要进行肽段富集的工作流程，比如免疫肽组学研究就需求从血浆或组织中纯化免疫肽开始。由于免疫多肽在这些样本中以相对较低的丰度存在，timsTOF SCP 是理想的免疫肽组学分析，在可用材料有限的情况下进行新生抗原发现，比如生物活检的样本。timsTOF SCP 突破性的灵敏度还可用于在癌症信号通路的研究中的磷酸化蛋白质组学研究。PASEF肽段离子通过捕集离子淌度谱（ TIMS ） 分离，洗脱（ ~ 100 ms ），并在四极杆飞行时间质谱（ QTOF ）上进行检测，生成 TIMS MS 热图。在 PASEF 方法中，相同的 TIMS 分离后的离子又通过四极杆对特定离子进行逐一隔离。母离子和碎片离子谱图按离子淌度值进行对齐。平行积累序列碎片（ PASEF ）技术实现了 120 Hz 的扫描速度， 使用 PASEF 通过多次选择低丰度肽来提高低丰度肽的 MS/MS 谱图质量。PASEF ：鸟枪法蛋白质组学的完美选择由 PASEF 驱动的 timsTOF SCP 提供 120 Hz 的扫描速度，而不会牺牲灵敏度或分辨率，这是通过四极杆筛选离子和碰撞池中的离子碎裂与 TIMS 中肽段离子包释放保持同步而实现的。PaSER Run & Done —— 无偏单细胞分析数据的实时质量控制imsTOF SCP 可以以超过 120 Hz 的扫描速度，对数百个微量样本（ 200 ng ）进行分析。这改变了蛋白质组学的研究方式，但增加的数据量对数据分析提出了新的要求。数据分析已经成为许多工作流程中常见的瓶颈。现代分析方法经常需要在 timsTOF SCP上生成数百个数据，布鲁克已经推出的实时数据库搜索功能 —— 实时并行数据库搜索引擎（ PaSER ），从而消除了这一障碍，使用 PaSER， LC-MS 运行一旦完成，结果就即使呈现 —— 也就是 “ Run & Done ”。MaxQuant/Perseus 和 PEAKS Studio 数据处理开放式数据格式允许研究人员直接使用原始数据，并使用自己选择的先进软件。MaxQuant 软件通过保留时间、离子淌度、质量和信号强度来提取 4 维（ 4D ）特征。这有利于肽、蛋白质和翻译后修饰的鉴定和定量。PEAKS Studio 将 de novo 测序与传统数据库搜索相结合，并对 timsTOF 原始数据的处理进行了优化。超高灵敏度的 dia-PASEF 加持的 4D-蛋白质组学CCS 支持的分析使鉴定更可靠timsControl 允许针对感兴趣的离子进行 dia-PASEF 窗口的自定义，并能调整质量隔离窗口，TIMS 的扫描范围，和循环时间，以使 dia-PASEF 方法适应不同的色谱方法有趣的离子。结合 Evosep One 系统的低流速方法与 timsTOF SCP 高灵敏度的 dia-PASEF 方法，可从 500pg 细胞消化液内鉴定出超过 2,000 个蛋白质，从 250pg 的细胞被鉴定出超过 1,500 个蛋白质。这展示了真正的单细胞蛋白质组学所需的灵敏度。从 250pg 中鉴定出的蛋白质的丰度范围约为 4 个数量级，可以在单细胞水平上进行蛋白质组定量分析。探索肿瘤微环境理解 TME 及其浸润性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。凭借其高灵敏度，timsTOF SCP 能够在 FFPE 组织样本的激光捕获显微切割（ LMD ）获得的细胞上获得足够的蛋白质组深度。典型的工作流如图所示。在 timsTOF SCP 仪器上，细胞标记物用于识别肿块中的黑色素瘤癌细胞和那些与基质密切相关的细胞，随后通过 LMD 对这两个群体分割，然后进行无偏 4D-蛋白质组学分析。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控蛋白，有可能进行疾病分型以指导临床决策。结果由 Matthias Mann 教授提供。

CellInsight CX7高内涵细胞分析和筛选平台Thermo Scientific™ Cellinsight™ CX7高容量分析平台是一款集成式台式仪器，综合自动化细胞显微成像和形态学大数据分析多种技术，能满足大部分实验室研究和药物筛选要求。可以结合任意一种成像模式——明场、宽场和共聚焦 ——从您的样本中提取所需的生物学信息。各种成像模式均可应用专利的激光自动聚焦技术，实现快速且可重复的读取，即便是在样本孔零散分布的情况下。全方位整合式共聚焦成像，提高了厚样本的分辨率7通道荧光和5通道彩色明场成像全自动化和激光自动聚焦，适合高通量自动化图像采集和定量分析集成软件，优化的应用方案采用LED光源进行彩色明场成像，对组织样本进行形态学分析。此外，您还可以使用经典的多重分析染料，如苏木精-伊红 (H&E) 及荧光探针，为组织切片的数据相关性提供新的可能。对于共聚焦成像，双转盘模式，提供了适合厚组织样本和3D基质的清晰成像。宽场成像模式使用与共聚焦相同的光源——7色固态LED光引擎，可提供广泛的激发光谱，最大程度地提高了多重分析的性能。低温制冷科研级CCD照相机可在各种成像模式下提供高灵敏度和分辨率。缩短了通道切换时间，最大程度减少了光强度波动，有助于缩短扫描时间，并提升定量性能。操作十分简单：Cellinsight CX7平台可以采用自动化机械手操作的筛选反应板，或者您可以自己上样。高效分析HCS数据HCS要真正达到易操作，必须满足初学者的要求，同时不影响经验丰富的用户常用的功能。Thermo Scientific™ HCS Studio™ 细胞分析软件提供了基于图标的操作指南，利用反应板图和注释工具设置分析并高效管理您的实验设计。新用户有超过30种现成的分析可供选择，可以通过优化满足特定的细胞系或表型要求。您可以使用直观的图标，轻松选择分析和优化的实验方案，确认设置，并开始收集过程数据，如： 细胞凋亡 自噬 细胞周期 DNA损伤 浸润 运动 肌管形成 神经轴突生长 突触发生经验丰富的用户可以使用灵活的软件工具从头开始构建自己的分析。他们可以通过即时反馈掌控数百种方案，包括： 背景校正 目标分割 点/颗粒检测 ROI感兴趣的区域 检测灵敏度 特殊图像格式 图像对比度 表型阈值设置对于进行自定义分析的研究人员而言，获得结果的时间是一项关键衡量标准。越快获得结果，就可以越快速地做出决策，调整参数，评价结果或重复实验。HCS Studio软件用户可以快速发现提供数据实时处理的智能软件的优势，只需采集需要的数据即可生成具有统计学意义的结果。对于诸如检测96孔板中的神经轴突生长等分析，Cellinsight CX7平台可以在4分钟内读取反应板并报告结果。此外，HCS Studio软件的分析性能工具可使您根据多个检测标准测量分析性能，并选择能提供最佳Z-prime结果的参数。分析结束时，您可以直接使用结果，无需汇集数据并进行离线处理。

共轴 TOF 质谱仪的突破性创新易于使用：一体化的消耗品和软件的生态系统阐明：为组织生物学情景化实现单个像素点分子信息获取的最大化发现：提供多种 MALDI 分析流程，速度和性能的进一步提升转化：单个组织切片，多维度空间生物学分析仪器特点1）116 通道靶标蛋白质的同步空间可视化MALDI 质谱成像可以从单个组织切片中获得深度的空间多组学信息，推动您的空间生物学研究，加深对肿瘤微环境系统的认识；通过 MALDI HiPLEX-IHC 和其他组学方法的联合分析，可在一个软件方案中实现对组织样本从分子表达到疾病机制认识的一系列研究。我们的空间生物学工具包使您能够通过疾病特异性的 HiPLEX 实验来评估靶点的接合效应。在鳞状细胞癌组织上已经实现突破性的 116 通道的 MALDI HiPLEX-IHC 实验， 空间分辨率为 30 µ m, 采集时间为 7 小时，全面的蛋白质分析可实现空白组织与小细胞肺癌组织有效区分。样本由瑞士苏黎世大学和瑞士联邦理工学院的 Bernd Bodenmiller 教授提供。2）每一帧像素分子信息的最大化neofleX&trade 成像质谱系统能够使研究人员深入挖掘组织的分子表达谱，推动转化医学研究。实验设置：自动化设置及图像导入功能为高通量实验提供了极大的便利数据解析：从靶向可视化到数据的多模态融合及统计学分析等高级流程，SCiLS&trade 为每个用户提供了多种选择。3多功能性、灵活性与采集速度的完美融合neofleX&trade MALDI-TOF/TOF 结合了分析速度快和操作简便的优势，对台式 MALDI-TOF 质谱仪的性能实现了性的提升。快速获得结果 —— 实验操作和数据分析的便利为一系列分析和应用实现分析结果的即时交付即时方案 —— 为生物学表征如 MALDI 自上而下测序、反应监控、杂质分析和组分鉴定提供简单快速的方法超越分子量极限 —— 独特的高质量端检测能力可实现带有高异质性的完整蛋白质的直接分析，如 PEG 修饰蛋白质和融合蛋白质应用方向: 加速生物药物研发MALDI-TDS 对 NIST mAB 轻链的序列验证。使用 Bruker OmniScape&trade 软件中序列确认的工作流程进行数据分析，只需点击几下鼠标，即可在短时间内获得无与伦比的序列覆盖率，从而得到可靠的序列验证结果。在生物制药领域，快速决策至关重要。MALDI 快速的分析速度，和短时间即可生成结果的特点，为加速生物制剂各个阶段的开发提供了独特的潜力。MALDI 自上而下测序（MALDI-TDS）能够快速提供药物蛋白质一级序列、末端状态和近末端修饰等信息，并在治疗性抗体、聚乙二醇化蛋白质、抗原和其它药物分子的表征方面一直具有独到的优势。MALDI-TDS 常常用于极具挑战性的分析工作中，例如疏水小型膜蛋白的测序，这在蛋白质组学研究中经常被忽视，但却代表了独特的药物靶点。在需要更高通量的常规应用中，neofleX&trade 是提供紧急问题即时解答的完美工具。配合布鲁克的 BioPharma Compass 软件解决方案，能够轻松且快速获得众多类型生物分子的质控结果，比如合成肽、完整或酶解的蛋白质、聚糖、DNA 和 RNA 寡核苷酸等。neofleX&trade MALDI-TOF/TOF 重新定义了台式 MS/MS 的性能。其新开发的 TOF/TOF 技术有助于揭示精细结构信息，如蛋白质的修饰或突变，而这些在生物通路中起着至关重要的作用，也是影响蛋白质药物质量、安全性与有效性的关键因素。软件：SCiLS&trade autopilot——自动一体化的 MALDI 成像工作流程SCiLS&trade Lab 采用通用的 OME-TIFF 图像文件，可以与您所选的其他平台无缝兼容。SCiLS&trade autopilot 提供了一个自动化的工作流程，便于样品跟踪和成像运行参数的设置和优化。无需先验知识即完成仪器参数的优化，确保每次运行的重复性和稳健性。neofleX&trade 的数据是开放式的 OME-TIFF 格式，便于科研共享。MALDI 表征的配套软件方案BioPharma Compass 自动化处理，简化了日常实验流程，提高了工作效率。 OmniScape&trade 提供了一套全面的 “自上而下” 数据分析工具，包括蛋白质从头测序和 PTM 修饰位点的验证工具。耗材配件：实验成功的首要因素IntelliSlides：“智慧型”载玻片最大限度地洞察每一个像素点布鲁克 lntelliSlides 完美适配于空间定位组学工作流程 ( SpatialOMx ) 。通过读取导电载玻片表面预先刻蚀好的条形码和定位标记，可自动定位并确定样本区域，从而实现成像设置的自动化，简化了您的质谱成像工作流程。fleXmatrix —— MALDI 质谱分析成功的关键fleXmatrix 采用预分装的小瓶，简化了 MALDI 成像基质溶液的制备，尤其是对于喷涂方法或升华方法。它保证了实验的一致性，并节省了工作流程时间。AnchorChip 靶板技术 —— 简化样品制备，提高实验结果的可重现性AnchorChip 是一种带有专利保护的靶板技术，“anchor” 的内部是亲水性的中心，外部是疏水性的外环，该结构促使样品液滴自动浓缩并集中于靶点中心，可以确保在自动采样时每一束激光都能轰击到样品。