赴一场星河灿烂之约

科学发展不会受到理论的限制，但是会受到实现该理论的技术能力的限制。为助力探索更多未知，2023年赛默飞推出了全新一代Orbitrap Astral质谱分析仪，开启蛋白组研究史上的新篇章。其中，全新的非对称轨道无损质量分析器，简称Astral，是赛默飞15年的研发成果，每个组件都经过协同优化，以更快的扫描速度和更高的灵敏度提供前所未有的性能水平。

拜谱生物怀揣着成为蛋白质组和代谢组技术进步的领导者这一美好愿景，率先引进了最新质谱仪，旨在利用最先进的技术，全面提升蛋白质组学全线产品性能，为广大科研工作者提供更高质量的蛋白质组学服务，助力科研工作者探索蛋白质组的星辰大海。

图1 2023年赛默飞在ASMS推出的最新质谱：Orbitrap Astral

-全新Orbitrap Astral质谱仪，颠覆认知，重塑可能-

更高通量、更深覆盖、更高灵敏度、更精准定量、更高稳定性与重现性

Orbitrap Astral质谱仪将高选择性的四极杆，高动态范围和分辨率的Orbitrap，以及快速、高灵敏度的全新Astral这三种质量分析器完美结合在一起，集三者的独特优势于一身，能够快速获取高质量、高分辨率、高灵敏度和宽动态范围的精确质量（HRAM）数据，最大限度提升了解决方案的性能和可用性，以全新的视角更深入地解析生物学意义与发病机制。

图2 Orbitrap Astral内部结构图

1、更高通量

Orbitrap Astral高分辨质谱仪可在八分钟（进样间隔）内鉴定人细胞系消化液中的8000多个蛋白质组，一天内可检测180份样品中的140多万个蛋白质组，一年内可定量分析数万个样品，显著提升实验规模和统计功效。

Orbitrap Astral高分辨质谱仪之所以能提供如此高的通量是因为其融合了三种质量分析器的优势，在仅仅半秒多的时间内，Orbitrap Astral高分辨质谱仪能够通过Orbitrap质量分析器以240000分辨率采集一张全扫描谱图，同时通过Astral质量分析器采集100张MS2谱图，最大限度地提高了仪器利用率。

图3 全新Orbitrap Astral质谱仪可提供更高通量检测

（数据来源于赛默飞官网）

2、更高鉴定深度

自蛋白质组学诞生以来，对整个蛋白质组进行全面的分析一直是科学界的一大难题。利用目前的质谱技术对人细胞裂解液进行蛋白质组学研究，需要经过大量的分离工作，多次进样以及超过24小时的质谱采集，可以得到大约12000种蛋白质；而Orbitrap Astral一次进样，可以在一个小时内定量分析12000个蛋白质；如果多次进样，可以在4.5小时内定量分析15000个蛋白质，几乎可以覆盖完整的蛋白质组。

图4 全新Orbitrap Astral质谱仪可实现更高鉴定深度

（数据来源于赛默飞官网）

3、更高灵敏度

为了进一步研究低进样量样品（如微量/单细胞样品）的蛋白质组学信息以及常规样品中的低丰度蛋白质，需要较高的灵敏度。Orbitrap Astral质谱仪以其高速下的高灵敏度，在3次1ng细胞裂解液样品的分析中均鉴定出超过4700个蛋白质组，其中有3958个蛋白质组每次进样都可被鉴定到，解决了样品进样量低导致的数值缺失和结果不一致问题，实现深度的样品覆盖和高质量的定量分析。

图5 全新Orbitrap Astral质谱仪灵敏度更高

（数据来源于赛默飞官网）

4、精准定量

Orbitrap Astral质谱仪定量蛋白质组学不仅拥有更高的鉴定能力，同时具有更加精准的定量，从而提供准确的差异蛋白信息，指导生物学研究。如下图，在经过不同比例混样的样品比较中，Orbitrap Astral所产生的定量比值，均符合实际混样比例，提供了精准的定量比值。除此之外，Orbitrap Astral可以采集高精确度的数据，数据显示将近90%的蛋白质的CV低于20%，超过75%的蛋白质的CV低于10%。

图6 全新Orbitrap Astral质谱仪定量更精准

（数据来源于赛默飞官网）

5、更高的仪器稳定性与重现性

在拥有了强劲的性能后，还需要仪器能够更加稳健的运行。使用Orbitrap Astral质谱仪进行了超过2200次进样，其间的QC数据均表现出优异的鉴定稳定性与重现性。

图7 全新Orbitrap Astral质谱仪稳定性与重复性更好

（数据来源于赛默飞官网）

-拜谱生物 + Orbitrap Astral：

如虎添翼！-

助力提升全线蛋白质组产品性能

Orbitrap Astral高分辨质谱仪完美融合三大质量分析器，在多种数据采集策略下都有出色表现，包括高分辨数据非依赖性采集（HR-DIA）、用于鉴定和非标记定量（LFQ）的数据依赖性采集（DDA），以及同质异素标记试剂（如TMT）进行的标记定量，助力拜谱生物蛋白质组全线产品性能提升。

1、微量/单细胞蛋白质组

随着技术的发展，蛋白质组学也进入到微量甚至是单细胞的层面。单细胞层面的研究使得我们更加清楚看到每个细胞的特征，关注到细胞亚群的分子异质性，有助于探索蛋白质/基因的分子机制。Orbitrap Astral高分辨质谱仪因为具有出色的灵敏度和数据完整性，能够鉴定出250 pg细胞裂解液中的5000多种蛋白质，与目前仪器相比鉴定数量几乎翻倍，同时通量也提高了一倍。拜谱生物于今年推出的微量蛋白质组表现优异，与性能卓越的Orbitrap Astral一起，也许会带来更大的惊喜。

图8 全新一代Orbitrap Astral质谱仪增加单细胞分析的覆盖深度和通量

（数据来源于赛默飞官网）

2、数据非依赖性采集（DIA）定量蛋白质组

目前DIA技术因其全局无偏、重复性、稳定性高的性质，已成为蛋白质组学领域最火的技术之一。众所周知，隔离窗口宽度直接影响了选择性和检测的动态范围，在实际的应用中，需要平衡隔离窗口，扫描速度，定性的选择性，以及定量准确性之间的关系。常规DDA蛋白质组采集的窗口是1.6Th到2Th，而DIA采集窗口普遍在10Th到25Th。如今，Orbitrap Astral的一级扫描采用Orbitrap，以及Astral质量分析器200Hz的扫描速度，DIA的分析隔离窗口可以窄到2Th，实现了质量和通量的双重优势集合。

3、深度血液蛋白质组（DB3000）

在蛋白质组学中，除了常规样品，解决具有极大的动态范围的血液样品也是巨大的挑战。Orbitrap Astral高分辨质谱仪因其较窄的2Th DIA分离窗口以及超高的灵敏度，尤适用于蛋白动态范围广、分布不均的血液样品的分析。实测数据显示，Orbitrap Astral分析未去除高丰度的血浆样品时可以达到600个蛋白的鉴定水平，经纳米磁珠富集处理后的长梯度可达到超过6000个蛋白鉴定深度。而针对血液样品，拜谱生物也于去年发布了深层血液4D-DIA蛋白质组（DB3000），不知搭配性能更强的Orbitrap Astral高分辨质谱仪，DB3000又会带来怎样的表现，让我们一起期待吧。

图9 全新一代Orbitrap Astral质谱仪为血液样品研究带来新的可能

（数据来源于赛默飞官网）

4、TMT/iTRAQ标记定量蛋白质组

TMT/iTRAQ标记定量是定量蛋白质组学的重要方法之一，Orbitrap Astral高分辨质谱仪可显著提高同质异素标记试剂（如TMT）的通量和覆盖深度。该实验中，Orbitrap Astral高分辨质谱仪使用TMT pro 18-plex进行蛋白质组分析，每份样品10分钟（每天144份样品）的分析速度可定量超过8000种蛋白质，每份样品20分钟的速度可定量10000多种蛋白质，每份样品40分钟的速度可定量11000多种蛋白质。

图10 全新一代Orbitrap Astral质谱仪为TMT定量检测注入全新动力

（数据来源于赛默飞官网）

5、修饰蛋白质组

蛋白质翻译后修饰因其修饰丰度低，动态变化范围广，对于质谱检测的要求非常高。Orbitrap Astral高分辨质谱仪能够使用少量样品快速分析获得近两倍数量的磷酸化多肽，精确定位磷酸化残基，只需8分钟即可鉴定出近35000种磷酸肽和近20000种I类磷酸化肽，在30分钟内鉴定的I类磷酸化位点数量几乎与当前最先进的Orbitrap质谱仪所鉴定出的磷酸化多肽数量相当。拜谱生物可提供磷酸化、棕榈酰化、亚硝基化、氧化还原等多种蛋白质翻译后修饰研究，拜谱生物+全新一代Orbitrap Astral质谱仪，为深度研究修饰蛋白质组学提供可能。

图11 全新一代Orbitrap Astral质谱仪为磷酸化蛋白质组学增加鉴定深度

（数据来源于赛默飞官网）

-拜谱小结-

拜谱生物具备从DDA到DIA，从定性/定量蛋白组到修饰蛋白组，从常规样本到血液、微量/单细胞样本的完整蛋白质组学平台。此次首批引进Orbitrap Astral质谱仪，拜谱生物强大的仪器后援团又新增一员大将，让我们一起期待Orbitrap Astral质谱仪在拜谱生物全线蛋白质组产品中的应用效果吧，利器在手，组学我有！

参考文献：

[1] Ulises H Guzman.et al. Narrow-window DIA: Ultra-fast quantitative analysis of comprehensive proteomes with high sequencing depth. BioRxiv 6,(2023).