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双轨并行 | 高通量单细胞蛋白组学新方案
2026.06.22


导语

单细胞蛋白质组学面临微量样本损失大、前处理通量低、检测灵敏度要求高等挑战。奥素科技(ACXEL)与布鲁克公司(Bruker)联合发布应用简报,将奥素科技BOXmini™ SCP有源数字微流控单细胞样本前处理平台,与布鲁克timsUltra AIP超高灵敏度质谱系统无缝集成。该工作流同时支持无标记和TMTpro多重标记两种策略,实现从深度解析到高通量细胞分型的全面覆盖。


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技术亮点

1. 微流控优势:纳升级反应、无氧环境、减少样品损耗与蛋白氧化

2. 质谱优势:离子淌度+快速扫描, 降低多重标记干扰

3. 场景适配:兼顾深度分析(低通量)与高通量筛选(高通量)




Part1

无标记工作流:单细胞深度覆盖


Jurkat细胞经BOXmini™ SCP芯片上裂解、酶解(3 nL体系),采用Evosep ENO Whisper Zoom 80 SPD分离,timsTOF Ultra 2 dia-PASEF检测。

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无标记工作流示意图

80个单细胞平均鉴定2,026个蛋白组,总计约3,000个蛋白组(图2A)。约1,200个蛋白组在90%以上细胞中定量,动态范围达4个数量级(图2C)。细胞特异性蛋白CD3D、CD3E、STAT3等被检出,污染物(角蛋白、S100A8等)清晰分离。

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无标记核心结果





Part2

TMTpro多重标记工作流:

高通量分型

Jurkat与FaDu细胞1:1混合,芯片上完成裂解、酶解、TMTpro 4重标记(126/127C/128C/129C),4个单细胞合并导出。采用Evosep ENO不同梯度分离,通量240-2000个单细胞/天,timsUltra AIP stepping dda-PASEF检测。

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多重标记工作流示意图

Whisper Zoom 80 SPD(通量240/天)平均鉴定1,500个蛋白组;标准梯度500 SPD(通量2000/天)仍可鉴定约300个蛋白组(图4A)。PCA无需标签信息即可清晰分离Jurkat与FaDu细胞(图4C)。火山图确认:Jurkat高表达LCP1,FaDu高表达CTTN,与人类蛋白图谱转录数据一致(图4D-4E)。

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多重标记梯度对比及分型结果




核心结论




1

设备适配

BOXmini™ SCP与timsTOF系列质谱、Evosep ENO色谱兼容性良好。





2

无标记方案

蛋白覆盖度高、重复性强, 适合单细胞深度蛋白组分析。

3

多重标记方案

高通量(最高2000样本/日)、无需参比样品, 可精准细胞分型。





4

应用价值

可规模化开展单细胞蛋白质组学研究。


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参考文献

1.Williams, et al. (2020), Anal Chem, 92(15), 10588-10596.

2.Matzinger, et al. (2023), Anal Chem, 95(9), 4435-4445.

3.Orsburn (2025), Commun Biol, 30(9):108.

4.Skowronek et al. (2022), Mol Cell Proteom, (9):100279.

5.Uhlen et al., Science (2015), 347:1260419.