解锁单细胞蛋白组学新边界：Orbitrap Astral Zoom平台前沿应用

2023年，赛默飞公司推出了全新的Orbitrap Astral 质谱平台，自此，有了Astral的“神助攻”，单细胞蛋白组学的应用边界被不断拓宽，尤其是在肿瘤、干细胞、临床检测等领域，诞生了一系列突破性成果。

2025年，继Astral之后，接着发布了该系列的重磅升级Orbitrap Astral Zoom质谱平台，其以通量、速度、灵敏度、覆盖度的全方位跃升，让大规模、高深度单细胞研究更进一步。

更高灵敏度：新增Bent trap 离子预累积功能和低上样量（Low input）模式^[1]，可有效提高谱图质量，提高单离子检测概率。

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更高分辨率：TMT HR 模式分辨率达100,000，支持 TMTpro 32/35 标记^[2]，可有效提高单细胞定量分析的通量。

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文章中建立了一套高灵敏度、非标记的单细胞蛋白组技术平台^[3]。通过优化低样本量处理流程、液相分离与质谱数据采集，可在单个 HeLa 细胞中获得超过 7000 种蛋白质的定性定量信息。并将该平台应用于极小体积的人外周血单个核细胞（PBMCs）的单细胞蛋白组分析，其中单个细胞中可鉴定出多达 4000 种蛋白质，包括能区分异质性群体中单核细胞、T 细胞和活化淋巴细胞的关键标志物。

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Hela肽段鉴定水平：250 pg Hela 样本上的对比结果显示，Astral Zoom 开启低上样量模式（LIM）时，precursor鉴定数量相对Astral分别增加 8.5% 和 11.2%；蛋白质鉴定数量相应增加 5.0% 和 6.8%。

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单个Hela细胞：结合Astral Zoom 的离子预累积功能、低上样量模式 LIM，并优化 nDIA 与 FAIMS的参数，可在单个 Hela 细胞稳定鉴定超过7000 种蛋白，其中包括约 2000 种表达低于平均水平的蛋白质（低丰度转录因子、激酶、染色质调控蛋白、DNA 修复蛋白等）。此外，还可以在未富集情况下，在单细胞中稳定鉴定约230个磷酸化位点，展现了单细胞水平修饰组分析的可能性。

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外周血单个核细胞（PBMCs）：PBMC 群体主要由淋巴细胞（T 细胞、B 细胞和自然杀伤细胞）组成，且大多数为极小细胞（直径 6-8 μm），蛋白总量仅为Hela 细胞的1/50，长期是单细胞蛋白组 “禁区”。

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该平台中，针对极小的PBMC细胞（6-8 μm）可鉴定约1800种蛋白，稍大的PBMC细胞（7-13 μm）中可获得约4200种蛋白，可覆盖超过50%的适应性免疫通路。该方法无需分选、无需抗体，仅靠蛋白组即可实现无监督区分单核细胞、T 细胞以及活化淋巴细胞，为临床免疫研究打开新路径。

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文章中介绍了一种超高灵敏度的空间磷酸化蛋白质组分析平台—nanoPhos，可显著提升磷酸化蛋白检测的灵敏度和空间分辨率，尤其适用于微量样本、组织切片及单细胞级别的分析^[4]。其中，nanoPhos 通过固相萃取捕获（SPEC）微反应体系与零体积损失的磷酸化肽段富集流程，实现了纳克级富集起始量下的高通量、高覆盖率磷酸化分析，突破了现有技术在样本处理体积、富集效率和数据质量方面的限制。

Hela肽段：10 ng富集起始量即可检测出超过8,000个磷酸化位点，远超µPhos在相同条件下的检测能力（约提升百倍）。

Hela细胞：通过FACS筛选少量细胞（如 100 个细胞），也可检测到数千个关键磷酸化位点，展现出极高的灵敏度和定量准确性。更重要的是，nanoPhos 在不同的富集起始量梯度中均保持了高的磷酸化肽段选择性（>82%）和良好的定量重现性（R² ~0.9）。

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组织样本：nanoPhos 完美适配 FFPE 临床存档样本，无需额外优化即可直接分析。仅需 10 ng FFPE 脑组织，便可稳定鉴定 3,000+ 磷酸化位点；1 μg 投入可获得 20,000+ 磷酸化位点。与新鲜冷冻组织结果高度重叠、定量一致性强，可实现数十年病理库样本在信号通路层面的回溯研究。

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空间磷酸化蛋白组：nanoPhos 与 DVP 深度视觉蛋白组结合，首次实现了细胞类型分辨与空间定位相结合的磷酸化蛋白质组图谱（phosphoDVP）。从仅约40个皮层神经元形态中便可获得上千个磷酸化位点，在1,000个细胞形态输入时可达到经典蛋白质组学深度（>17,000 位点），清晰区分皮层/皮层下、兴奋性/抑制性神经元的独特磷酸化特征，将空间蛋白组从静态丰度推向动态信号调控层面。

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总  结