Antigenic T-cell Response Profiling in COVID-19 Using Single-Cell Proteomics and Transcriptomics
Benedikt Kessler, University of Oxford
檢視 COVID-19 中抗原 T 細胞反應剖析結果，利用來自急性 SARS-CoV-2 特定核蛋白 T 細胞中的單細胞蛋白質體和轉錄體。
Overview
質譜儀 (Mass Spectrometry，MS) 是所有用於單細胞蛋白質體學方法中最客觀的一種方法。質譜儀可鑑定和定量單細胞中的數千種蛋白質、蛋白型態及轉譯後修飾 (Post Translational Modification，PTM)。
成功單細胞蛋白質體工作流程所需的幾大支柱分別為處理量、定量、靈敏度和覆蓋率。Thermo Fisher Scientific 所開發的創新技術，可讓您與科學社群共同合作並執行單細胞蛋白質體分析，揭露細胞多樣化的複雜性。我們對 Thermo Scientific Orbitrap 質譜儀的最新改良，可為您提供所需處理量讓每個細胞提供出更多蛋白質，每天可自不同細胞族群、細胞類型和狀態處理 >100 多個細胞，在細胞到細胞之間可產出最佳洞見，以評估細胞的異質性和罕見的細胞類型。
Thermo Scientific Orbitrap 質譜儀提供領先質譜儀科技，可在小至單細胞層級準確鑑定及定量 1000 多種蛋白質，具有超過五種線性動態範圍指令以及極小的變異係數。Orbitrap 質譜儀具高度靈敏性，可準確記錄各個細胞中的蛋白質差異，並為其生物狀態提供具意義之觀點。
Learn how the Orbitrap Astral Mass Spectrometer opens a new horizon for single-cell proteomics by empowering higher throughput and deeper coverage without sacrificing quantitative accuracy and precision.
Making single-cell proteomics mainstream: Perspectives from key opinion leaders
進一步瞭解推動單細胞蛋白質體學領域發展的關鍵科學家。
Thermo Scientific 單細胞蛋白質體學平台
Thermo Scientific 單細胞蛋白質體學平台可滿足成功單細胞蛋白質體學技術支柱的條件。
Thermo Scientific 單細胞蛋白質體學平台可為您提供哪些協助？
準確且精準的定量
- 測定細胞中正確蛋白量豐度
- 對低豐富的蛋白質進行可靠且準確的定量分析
- 減少獲得結論所需的測量次數
憑藉深入的蛋白質體覆蓋率與資料完整性來讓您信心十足
- 從單一單細胞便能得到數百至數千個蛋白質
- 大動態範圍可發現具生物意義及差異表現的低豐度蛋白質
- Orbitrap 型 DIA 單細胞蛋白質體工作流程可提供 >99% 的資料完整性
- TMT 單細胞蛋白質體學工作流程非常適用於自低量訊號對應出細微蛋白質變化
適用於大量細胞的高處理量，可觀察到生物洞見
- 提供統計檢力以推斷出生物模式
穩健的平台與方法
- 日常便能簡易操作的平台，可分析數千個細胞
- 可為 DIA 與 TMT 單細胞蛋白質體學工作流程自動製備樣本
工作流程
高處理量的 DIA 單細胞蛋白質體學工作流程，可提供最大蛋白質體覆蓋率
採用 Thermo Scientific Orbitrap 技術的 DIA 單細胞蛋白質體學工作流程，可提供靈敏度、定量準確度與精確度，加上高蛋白質體覆蓋率與資料完整性，可以高度信心及高處理量來為個別細胞進行特性分析。此工作流程僅需最少的樣本製備，並可提供一種客觀方法，從複雜樣本中萃取出特殊表現型的細胞並鑑定出不同的蛋白質。此外，此工作流程對罕見細胞的蛋白質體特性分析而言，更加適合。
對單細胞而言，具更深度的覆蓋率及更快速的處理量
"憑藉 Orbitrap Astral 質譜儀，我們便能使單細胞處理量加倍，同時增加每個細胞的蛋白質數量達 50%。這代表我們開始挑選可作出關鍵細胞決策的蛋白質，例如轉錄係數、附基因調控和激酶，以更佳瞭解單細胞的生物異質性。"
— Erwin Schoof, Associate Professor, Department of Biotechnology and Biomedicine, Section for Protein Science and Biotherapeutics, Cell Diversity Lab, Technical University of Denmark
較高處理量的 TMT 多工單細胞蛋白質體學工作流程可提供高定量精確度和準確度
Thermo Scientific TMT 多工功能可為任何單細胞蛋白質體學工作流程提供最高的處理量，以及高度的定量精確度和準確度。此外，利用 TMT 多工功能即可使用任何 Orbitrap 型質譜儀來進行單細胞蛋白質體學研究，透過強化胜肽訊號來進行質譜儀之偵測及定序。
使用 TMT 多工功能的單細胞處理量
"有了 Orbitrap MS 和 TMTpro 技術，我們原則上可同時多工處理 18 個單細胞。透過進階層析，每年每台儀器可執行數項上萬細胞的專案，從而在生命科學研究中找出具真正影響力的生物洞見。"
— Erwin Schoof, Associate Professor, Department of Biotechnology and Biomedicine, Section for Protein Science and Biotherapeutics, Cell Diversity Lab, Technical University of Denmark
產品
針對單細胞蛋白質體學的樣本製備最佳化
單細胞蛋白質體無法以人工方式進行樣本製備，這是因為起始的材料有限且有大量細胞需要分析。自動化處理可解決單細胞製備上的許多缺陷。從細胞分類及分離，到蛋白質製備以用於質譜儀。
適用於質譜儀的單細胞分類、分離、奈升調配和樣本製備
cellenONE® 平台結合了高準確度單細胞分離與精準的奈升試劑調配，能簡化單細胞蛋白質體學實驗室指南，並能將樣本製備自動化，以進行無標記和 TMT 多工實驗。
- 單細胞分類及分離
- 任何細胞類型
- DIA 型單細胞蛋白質體學的蛋白質水解
- TMT 型單細胞蛋白質體學的蛋白質水解及標記
用於單細胞蛋白質體學的質譜儀
憑藉以單細胞蛋白質體學工作流程為中心的 Orbitrap 質譜儀，我們可自每個細胞取得豐富的資訊。
適用於需要數千個細胞才能獲取真正生物洞見的實驗
透過無與倫比的低偵測濃度，Thermo Scientific Orbitrap Astral 質譜儀可從單細胞存取到前所未有的更多蛋白質。此外，由於能夠以更高的處理量來對單細胞進行多工處理，因此每天可對數百個單細胞進行定量分析，讓研究人員能夠有效率且可靠地判斷每個細胞生物學的異質性，進而釋放出前所未有的洞察力，帶來革命性的研究。
研究等級的單細胞蛋白質體系統，可提供準確且精確的定量
TMT 多工化工作流程可為單細胞蛋白質體學提供最高的處理量。Thermo Scientific Orbitrap Ascend Tribrid 質譜儀上的 SPS MS3 方法，能在各種濃度範圍內為 TMT 型定量提供最高的準確度與精準度。此平台上的即時搜尋擷取策略，可改善 TMT 報告離子的比例準確度、提高靈敏度並增加總量化胜肽。Orbitrap Ascend Tribrid MS 對於想要單細胞蛋白質體學 DIA 工作流程的研究人員而言，也是絕佳的選擇。
入門級單細胞蛋白質體系統
Thermo Scientific Orbitrap Exploris 480 質譜儀上的單細胞蛋白質體學 DIA 工作流程可為研究實驗室提供準確且精準的定量，以及深度的蛋白覆蓋率與資料完整性。對於想要執行以 TMT 型單細胞蛋白質體學工作流程的實驗室而言，Orbitrap Exploris 480 MS 的靈活度足以達成目標。質譜儀上所提供的 TurboTMT 智慧型擷取，可加速 TMT 18plex 實驗的光譜擷取，從而為單細胞蛋白質體學實驗提供與 Orbitrap Tribrid 質譜儀同等的處理量。
 Thermo Scientific Orbitrap Astral 質譜儀 |  Thermo Scientific Orbitrap Ascend Tribrid 質譜儀 |  Thermo Scientific Orbitrap Exploris 480 質譜儀 | |
|---|---|---|---|
| 理想的工作流程 | DIA 單細胞蛋白質體學 TMT 單細胞蛋白質體學 | DIA 單細胞蛋白質體學 TMT 單細胞蛋白質體學 | DIA 單細胞蛋白質體學 |
| 理想的研究 | >使用 TMT 來進行 1000 個細胞的研究 <使用 DIA 來進行 1000 個細胞的研究 | >使用 TMT 來進行 1000 個細胞的研究 <使用 DIA 來進行 500 個細胞的研究 | <使用 DIA 來進行 500 個細胞的研究 |
| DIA 單細胞蛋白質體處理量 | 每天 80 個細胞 | 每天 40 個細胞 | 每天 40 個細胞 |
| TMT 單細胞蛋白質體處理量 | 每天 500 個細胞 | 每天 200 個細胞 | 每天 200 個細胞 |
| DIA 單細胞蛋白質體學定量準確度 |  |  | |
| TMT 單細胞蛋白質體學定量準確度 |  | | |
| DIA 單細胞蛋白質體學定量精確度 | | | |
| TMT 單細胞蛋白質體學定量精確度 | | | |
| DIA 單細胞蛋白質體學蛋白質體覆蓋率 | | | |
| TMT 單細胞蛋白質體學蛋白質體覆蓋率 | | | |
| 單細胞靈敏度 | | | |
| = 尚可 | = 次佳 | = 最佳 |
專為單細胞蛋白質體最佳化的分離
每次細胞計數及胜肽分離對單細胞蛋白質體學而言皆至關重要。我們已採取行動來最佳化 HPLC、管柱化學及差示離子移動裝置，以進行需要深度分析來縮短高處理量應用的研究。
Thermo Scientific Vanquish Neo UHPLC 系統專為高靈敏度 LC-MS 應用所設計，例如單細胞蛋白質體。完美整合領先業界的 Thermo Scientific 質譜儀產品組合及 ESI 離子源。
50 cm µPAC Neo 低負載 HPLC 管柱專為達到最佳蛋白質體覆蓋率而設計，無論是單細胞還是奈克以下的蛋白質水解樣本。
FAIMS Pro 介面可在微量奈克到單細胞層級提供增強的選擇性與靈敏度，讓蛋白質體覆蓋率更深度。
用於單細胞蛋白質體學的試劑
Thermo Scientific 串聯式質譜標記 (TMT) 試劑之設計旨在提高細胞多工程度。目前，TMT 可為單細胞蛋白質體學實驗提供具最高處理量的工作流程。
TMTpro 18-plex 標記試劑專為新一代樣本多工處理而設計。TMTpro 18-plex 可多工處理高達 18 個細胞，讓質譜儀得以更佳的處理量來進行蛋白質鑑定和定量分析。
單細胞蛋白質體學的資料分析
能為單細胞蛋白質體學所產出的資料進行最佳化，無論所使用的工作流程為何 (TMT 或 DIA)。
Thermo Scientific Proteome Discoverer 軟體可提供預先定義的工作流程，並支援 MS2 和 MS3 型 TMT 量化分析。Proteome Discoverer 軟體具備由 MSAID 所提供的 CHIMERYS™ 智慧型搜尋演算法，可用於處理 DIA 資料。
網路研討會
聆聽整合結構生物學領域的領導者討論整合結構生物學如何影響其工作。
Single-cell multi-omics: Next steps
Bogdan Budnik, Wyss Institute at Harvard University
Budnik 博士將會簡報一套 LC-MS 工作流程，讓研究人員能夠同時對相同類型的層析平行進行蛋白質體和代謝體上的分析。此外，還可新增轉錄體和基因體分析作為額外選項來取得「單細胞多體學分析」，進而根據細胞表現上所有關鍵組成來捕捉細胞完整的生物狀態。
One Cell at a Time: Single Cell Proteomics Becomes a Reality
Ryan Kelly, Brigham Young University
此網路研討會將說明：nanoPOTS，一種全新樣本處理平台，可將樣本回收能力最大化；縮小 LC 分離；以及可為微量樣本提供必要之靈敏度和處理量之最新一代 MS 儀器。
Multiplexing Single Cell Proteomics: A Marriage of Sensitivity and Throughput
Erwin Schoof, DTU Proteomics
瞭解 384 孔工作流程如何使用標準現成組件來進行單細胞特性分析，每孔超過 1,000 個蛋白質的蛋白質孔深。
Using Single-Cell Proteomics and Transcriptomics to Understand Gene Regulation
Nikolai Slavov, Northeastern University
瞭解一種可提高準確度和處理量的單細胞蛋白質體學新方法，同時還可減少分析同質單核球內細胞異質性的成本與時間。
Pushing the limits of multiplexed single-cell proteomics
David Perlman, Biopharma Consultant
此網播將涵蓋如何使用串聯式質譜標記 (TMT) 多工 SCoPE-MS 方法對人類免疫細胞剖析進行單細胞蛋白質體學參數最佳化的藍圖。
New development in mass spectrometry-based single-cell proteomics
Karl Mechtler, IMP, Vienna BioCenter
此網路研討會將介紹如何使用單細胞蛋白質體樣本製備裝置，搭配質譜儀來提高靈敏度和處理量。
Enhancing limited sample- and single-cell proteomics through tailored Data-Independent Acquisition and micropillar array-based chromatography
Pedro Aragón Fernández, Technical University of Denmark
此網路研討會將透過量身打造的 DIA 與微柱陣列式層析法來著重討論有限樣品及單細胞蛋白質體。
資源
Go beyond—Limited samples to single-cell proteomics
Leading the way in single-cell proteomics means collaborating with experts in the scientific community. By joining forces with single-cell proteomics leaders from around the world, we have taken a holistic approach to advancing this field. We’ve developed innovations in single-cell proteomics that allow you to move away from bulk sample to rare cells, single cells and spatial proteomics that reveal the full complexity of cellular diversity.
單細胞蛋白質體學發表文獻
單細胞靈敏度
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