血液蛋白质组是最复杂的人类蛋白质组，具有极高的临床转化价值。但血液中低丰度蛋白的检测是一大挑战。前不久，国家计量院利用肝癌的血清样本对比了Top14高丰度蛋白去除试剂盒和青莲百奥低丰度蛋白富集试剂盒（DMB）去除血清蛋白质组高丰度的效果，发现青莲百奥DMB试剂盒在血液低丰度蛋白富集方面具有更好的表现。那么在质谱检测环节，哪些质谱仪更适用于血液样本呢？
2024年1月，PrognomiQ的研究人员在《Journal of Proteome Research》发表了评估timsTOF HT和timsTOF Pro 2质谱仪在血浆蛋白质组检测中表现的研究成果，证明timsTOF HT更适合血浆蛋白质组的研究。
研究人员利用血浆原样（Neat）以及结合不同纳米颗粒处理样本评估了timsTOF HT和timsTOF Pro 2质谱仪的定性和定量性能，与timsTOF Pro 2相比，timsTOF HT鉴定的血浆总肽段母离子增加了76%，可定量血浆肽段母离子（CV < 20%）增加了2倍。临床血浆样本探索队列中，timsTOF HT鉴定的可定量的母离子数量增加了52%。充分证明timsTOF HT更适合血浆蛋白质组的研究。
为了评估timsTOF HT与timsTOF Pro 2的定性能力，研究人员统计了血浆样本不同肽段载样量(100ng-1200 ng)及不同梯度下（每天100个样本[100 SPD]，60 SPD和30 SPD）鉴定的肽段母离子的总数。3个不同梯度下，timsTOF HT比timsTOF Pro 2鉴定出更多的肽段母离子（图1A）。与Pro 2相比，Neat组中HT鉴定的肽段母离子数量增长幅度最大为76%（100 SPD，1200 ng）；处理组中HT鉴定的肽段母离子数量增长幅度最大为46%（100 SPD，1200 ng）。
图1：timsTOF HT的定性能力超过timsTOF Pro 2
作者进一步研究HT和Pro 2的定量差异。在较高的肽段载样量下，timsTOF HT捕获峰面积增加，具有更好的定量准确性（图2A）。随机选择一个碎片离子发现Pro 2比HT测量的MS2峰强度更低（图2B）。比较所有碎片离子的峰面积表明，HT在100-1200ng之间具有更优越的灵敏度和响应度。总的来说，HT采用TIMS-XR使其具有更宽的动态范围（图2C），意味着它适合检测蛋白丰度分布差异大的样本，例如含有高丰度蛋白的血液、脑脊液等体液样本。
图2：timsTOF HT具有更宽的动态范围
接下来，作者研究了HT相对于Pro 2增加的肽段母离子定量的重现性如何。利用5种血液原始样本和不同的纳米颗粒处理样本（NP1−5），其中timsTOF HT检测纳米颗粒处理样本NP2组（100 SPD，900ng）的可重复定量的肽段母离子相比Pro2增加了81%（图3A-B）。因此证明，HT比Pro2上表现出更高的重现性。
图3：timsTOF HT比timsTOF Pro 2具有更高的重现性
最后，研究人员使用20例晚期肺癌和20例对照血浆样本来评估两种质谱发现血浆蛋白生物标志物的潜力。与Pro 2相比，HT检测到的肺癌组和对照组之间的肽段母离子总数和具有统计学意义的肽段母离子数均有所增加。此外，HT检测到的肺癌组和对照组之间蛋白差异更高（图4A）。对所有组联合分析显示，与Pro 2相比，HT鉴定出的肽段母离子总数增加了48%，具有统计学意义的母离子数量增加了52%，表明与 Pro 2相比，HT蛋白质组学检测深度显著提高。
图4：timsTOF HT提高了血浆生物标志物检测的深度及可重复性
timsTOF HT先进技术为血浆蛋白质组学分析提供了优势，包括更高的灵敏度和数据采集速度，增加了蛋白质组的覆盖率和重复性，扩大了进一步研究潜在生物标志物候选池。尤其是在大规模发现队列中低浓度肽段母离子可重复定量，可以提供更可靠的对其作为诊断或预后指标潜力的评估，最终提高后续验证实验的成功率，并将其转化为功能临床试验。
