第2章

第2章 质谱路线的实验方法

Experimental Methods of the Mass-Spectrometry Route
本章摘要 质谱路线的全部难题可以归结为一句话:如何把 100 皮克量级的样品完整、干净、可重复地送进质谱仪。本章从微量样品的物理化学出发,依次剖析等压载体策略(SCoPE-MS)、稳健化设计(SCoPE2)、纳升级一步法制备(nPOP)、免标记与数据非依赖采集路线,最后盘点仪器前沿给深度与通量划出的当前边界。

质谱蛋白组学不依赖任何亲和试剂:蛋白被酶解成肽段,肽段依质荷比被测量,再由谱图反推序列与来源蛋白。这赋予了它"无偏"的潜力——不预设看哪些蛋白。代价是灵敏度:质谱仪测量的是离子,而单细胞样品连"装进管子不丢失"都是难题。

领域的回答分三层。样品层:把一切操作缩到纳升级,让吸附与稀释损失降到最低(2.1、2.4 节);定量层:用等压标记把多个细胞装进同一次采集,并以载体通道放大信号(2.2、2.3 节);采集层:让仪器更快地循环扫描,或改用数据非依赖采集提高一致性(2.5、2.6 节)。三层叠加,才有了今天单细胞数千种蛋白的深度。

2.1
皮克级的战争:单细胞样品制备的物理化学
表面吸附、稀释与污染三大敌人;损失发生在哪个环节、为什么体积是命门。
2.2
SCoPE-MS:等压载体策略
串联质量标签的多重定量原理;载体通道如何让单细胞肽段被鉴定,而定量仍来自单细胞。
2.3
SCoPE2:把流程做稳
窄孔柱、自动化细胞挑选与质量控制指标;方法学论文里真正值得学的东西。
2.4
nPOP:纳升级一步法与规模化制备
氟碳载玻片上的纳升级液滴;从一次一个细胞到一天三千细胞;与商品化平台的对照。
2.5
免标记与 DIA:多重标记之外的采集路线
免标记单细胞何时可行;数据非依赖采集的一致性优势;plexDIA 把多重标记引入 DIA。
2.6
仪器前沿:深度与通量的边界
新型质量分析器、离子淌度与自动进样如何把单细胞蛋白组推向数千种蛋白;成本账。