声音专栏 | 婷姐谈SWATH®采集技术的进阶(五) ——Scanning SWATH®采集技术

本期“婷视角”专栏，婷姐又谈“不朽的事物”——SWATH^®，介绍Scanning SWATH^®采集技术。

文章结构

1.上期内容回顾，本期内容概述；

2.Scanning SWATH^®比较SWATH^®采集的不同和优势；

3.总结Scanning SWATH^®应用优势。

上期内容总结，本期内容概要

大家好，我们又见面了。上几期内容中我们介绍了SWATH^®是什么？SWATH有哪些应用？大家也了解到了SWATH的全景扫描，高通量，可重现和可追溯的优点。正因为这些优势，SWATH在蛋白组学、代谢、脂质组学、药物和生物制药、食品筛查、环境分析和毒物分析等领域获得了很多的应用。在上几期内容中，我们也了解了一些具体的案例，更帮助我们理解了 SWATH的应用及其优势。

SWATH技术的成功应用，是SCIEX公司和客户持续合作研发的结果。正是基于解决客户实际工作中的挑战出发，SWATH技术才会在短短的时间内获得这么多的关注和应用。今年6月ASMS上，SCIEX公司发布了：基于TripleTOF^®6600⁺平台的Scanning SWATH^®采集技术，它是SWATH的进阶技术，同时也是和客户共同开发的结果，相信这项数据采集技术将给您的研究工作带来更震撼的体验。 本期内容我们就来聊一聊Scanning SWATH 采集技术。

介绍以前，有个小建议，在您听下面的节目之前，如果您是第一次接触SWATH 技术，您可以先听听前面关于SWATH^®技术的第一期节目，那里有关于SWATH采集原理的详细介绍。然后，您再听下面的内容，能帮助您更快理解Scanning SWATH 技术。 SWATH^®技术的第一期节目点击这里

聊到Scanning SWATH 采集技术, 大家一定有疑惑，它和SWATH 技术有什么不同？同时，既然是SWATH 的升级版，那其优势是什么？ 

我们知道SWATH  采集是数据非依耐性采集模式（DIA），在采集TOF  MS/MS二级谱图时，在待检测的质量范围内，Q1是按照方法设定好的固定窗口或可变窗口（Window  Size），将该质量范围划分成几个或几十个小的质量范围，然后将这些小的质量范围依次传输到Q2打碎，获得每个小质量范围内的、所有母离子的、碎片信息。

虽然SWATH 技术相比其他扫描模式，有很多优势。但随着更快的洗脱梯度，SWATH 方法设定时，也需要考虑平衡专属性和灵敏度。比如：想获得的MS/MS二级谱图具有优异的专属性，即很容易去卷积，Q1设定越小的质量窗口，就越有帮助；但设定太小的质量窗口，就意味着更多的分区；分区越多，TOF MS/MS采集的累加时间（accumulation time）就需要越小，以保证合适的Cycle Time（循环时间）； 但累加时间无法无限小下去，而且过小的累加时间，会造成电噪音的升高和灵敏度的下降。

如何更优化地平衡专属性和灵敏度？Scanning SWATH 采集技术就是一个更好的选择。同SWATH 不同，Scanning SWATH 最大的改变是：将原来SWATH 的Q1的分段式质量范围选择和传输，变成了按照一定Window Size连续的Q1 Scanning(图1)；请大家看看推文中的图1，可以加深理解。

图1. SWATH和Scanning SWATH在1个Cycle中Q1扫描的不同；（摘于文献【1】）

仔细观察SWATH 和Scanning SWATH 扫描原理上的不同，SWATH 使用经验丰富的老师首先会发现：SWATH 扫描时，母离子的窗口一般为20 Da或更大窗口；但Scanning SWATH  中 Q1的Window Size一般为3 Da, 5  Da 或10 Da；因此Scanning SWATH 可以做到更小的质量隔离窗口， 也就是可以提供更好的谱图的专属性。同时，由于四极杆设定的特点，越小的质量窗口，越高的灵敏度。

其次，SWATH 扫描时，前一个质量窗口扫描完成，开始下一个质量窗口前，需要一段Q2碰撞池的清空时间；而Scanning SWATH 却不需要这个时间；而且Scanning SWATH 采集技术的Q1可以达到3000 Da/s的扫描速度；节省下来的时间和Q1快速的扫描速度使得Scanning SWATH 可以设置到更小的Cycle Time，这对于快速液相方法来说，非常实用。 因为快速梯度，色谱峰尖而锐，要保证足够扫描点数，就需要更小的Cycle Time。

所以说Scanning SWATH 采集技术能在更小的隔离窗口下，设置更小的Cycle Time；也就是能更优异地平衡专属性和灵敏度。

最后，Scanning SWATH 采集技术相比SWATH，多提供了1个维度的信息。我们知道SWATH提供了3个维度的信息，即：保留时间（RT），每个Q1窗口的碎片离子，和每个碎片离子的强度；而 Scanning SWATH 采集技术工作模式是小的Window Size，Q1 连续Scanning，所以前后连续采集的TOF MS/MS间，其Q1的扫描范围会有重合的母离子区域，通过TOF MS/MS谱图中碎片在Q1不同采集区域内的出现和消失，通过数据算法，就可以精准的建立碎片离子和母离子的相关性； 所以Scanning SWATH 采集技术相比SWATH的三维信息，还提供了第4个维度的信息，即碎片离子和母离子的相关性。这使Scanning SWATH 采集技术的数据更容易去卷积，判断碎片离子的归属，也就更准确定性。

听了上面的内容，让我们用简单的话语总结一下Scanning SWATH 采集技术的优势：

1. 无惧快速梯度挑战，兼顾灵敏度和专属性，更优异的细节信息；

2. 碎片离子和母离子一一对应，提高定量、定性准确率；

3. 永久保存样品信息，更高通量定量；

Scanning SWATH^®发挥作用，TripleTOF^®6600⁺的硬件支持必不可少。 TripleTOF^®6600⁺不但提供了3000Da/s的Q1扫描速度，同时TOF提供了200HZ的SWATH扫描速度，更宽的线性范围。 

关于SWATH^®技术的5期节目，到这里就结束了。希望通过这几期节目，您对SWATH^®和Scannning SWATH^®有更多的认识， 并且能更多的应用这项新技术到研究工作中去。我们下期节目再见！

参考文献：

1. ScanningSWATH enables ultra-fast proteomics using  high-flow chromatography and minute-scale gradients   （https://www.biorxiv.org/content/10.1101/656793v1）

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