“窄窗口”窥见大乾坤：OrbitrapAstral质谱仪开启nDIA新时代

**摘要**

在2024年2月1日，由丹麦哥本哈根大学诺和诺德基金会蛋白质研究中心的Jesper V. Olsen团队与赛默飞世尔科技质谱研发团队联合发表在《Nature Biotechnology》杂志上的一篇研究论文中，介绍了一种新型的质谱技术——“窄窗口式数据非依赖性采集”（nDIA）。这项技术旨在实现快速、可重复的全面蛋白质组定量分析。

**结论1：**

Orbitrap Astral质谱仪有效模糊了数据依赖性采集（DDA）与数据非依赖性采集（DIA）之间的界限。通过结合高分辨率MS1扫描和使用2-Th隔离窗的约200 Hz的并行串联质谱（MS/MS）扫描，该技术允许在短时间内进行高通量、深度蛋白质组覆盖和准确定量。

图2 nDIA 与 DDA 的基准测试  a:Orbitrap Astral 质谱仪硬件概览

**结论2：**

利用Orbitrap Astral质谱仪，研究人员展示了在不同条件下对酵母和人类细胞蛋白质组进行全面覆盖的能力。通过使用新的窄窗口式数据非依赖采集（nDIA）方法，实现了对约4,500种蛋白质的快速、高效分析，并成功实现了近乎完整的酵母蛋白质组覆盖，比之前研究快了10倍。

**结论3：**

通过对不同比例混合的人类、酵母和大肠杆菌蛋白样品进行分析，研究人员评估了Orbitrap Astral质谱仪在定量准确性和精度方面的性能。结果显示，在28分钟的LC梯度下，使用Orbitrap Astral质谱仪分析800ng HEK293细胞裂解液，与使用Orbitrap Exploris 480 MS进行45分钟LC梯度的分析相比，Orbitrap Astral MS鉴定了超过2倍的蛋白质和3.5倍的肽前体。

图3 Orbitrap Astral质谱仪增强LFQ的精度

**结论4：**

为了克服人类蛋白质丰度的固有宽动态范围，研究人员采用了基于离线肽段分离的多次测量蛋白质组学策略。这种方法将所需的质谱采集时间减少了六倍，样品投入减少了五倍。

图4 通过multi-shot蛋白质组学全面研究人类蛋白质组

**结论5：**

nDIA技术在系统生物学和临床蛋白质组学方面具有强大的应用潜力。在功能基因组学筛查中，该技术可用于通过基因敲除或基因沉默等手段评估基因功能。此外，nDIA还可用于高通量分析大型临床队列和进行生物标记物发现实验。

图5 通过全面的酵母蛋白质组分析进行功能基因组学筛选

**专家点评**

中国医学科学院苏州系统医学研究所的叶子璐研究员认为，利用Orbitrap Astral质谱仪先进的软硬件平台开发的窄窗口数据非依赖采集技术（nDIA）在桥接DDA与DIA之间的鸿沟以及推动蛋白质组学进入超高通量分析新时代两个方面实现了显著的创新。这项技术对蛋白质组学领域产生了颠覆性的影响。