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吳珊湖 李向軍

Orbitrap Astral 與您一起探索生命世界的星辰大海：

        生命科學的研究中，代謝組作為蛋白組的下游組學，是一切生命活動的總體映射，是更能反應生命體實時狀態的組學，代謝組和蛋白組一起，構成了生命科學領域中的重點研究部分。

Asymmetric Track Lossless (Astral) analyzer——非對稱軌道無損質量分析器，對比Orbitrap具有更快的掃描速度、更高的靈敏度，不光可以幫助科研工作者探索蛋白組的星辰大海，還能在代謝組研究上重塑深度鑒定的可能性，更深入地解析生命活動的奧秘，讓我們來看一下Astral在代謝組學上的表現。

代謝組學研究案例：

UC Davis的西海岸代謝組學研究中心進行了一項疼痛隊列研究，收集了膝關節疼痛患者的血漿樣本，分為了三個組，分別是膝關節置換術前（基礎狀態）、6周和3個月后，目的是通過檢測代謝譜的變化來了解疼痛感覺的機制。在Orbitrap Astral儀器上開發了4min內的Hilic模式分析方法，并對比了不同的采集模式，分別是OT-AT和OT-OT，OT-AT代表Orbitrap一級分析，Astral二級分析，OT-OT代表Orbitrap做一二級分析；

圖1 OT-AT 與OT-OT方法模板

圖2對比了OT-AT與OT-OT兩模式分別檢測乙酰異羥肟酸的一級質譜譜圖，圖3對比了OT-AT與OT-OT分別檢測次黃嘌呤的一級質譜譜圖，雖然一級譜圖均由Orbitrap采集，但由于Astral二級掃描速度更快，從而OT-AT模式下比OT-OT模式一級的譜圖點數更多，點數更多帶來更穩定的定量峰面積結果，同時，在一定程度上可以提高靈敏度（如圖2所示）。

圖2 OT-AT與OT-OT檢測乙酰異羥肟酸一級譜圖對比

圖3 OT-AT與OT-OT檢測次黃嘌呤一級譜圖對比

從圖4結果來看，對比OT-OT分析模式，OT-AT模式下檢測到的化合物（以帶分子式的feature計）數目提高了兩倍，而帶二級譜圖的化合物數目提高了4倍，證明了Astral的快掃描速度可以帶來更多的化合物鑒定結果；從圖5 的化合物色譜分布圖來看，在峰面積更低的區域里，OT-AT的檢測覆蓋度遠超OT-OT儀器，從側面證明了Astral更高的靈敏度；

圖4 OT-AT與OT-OT的化合物檢測結果對比

圖5 OT-AT與OT-OT的化合物色譜分布圖對比

更多的化合物鑒定結果帶來的好處是更能準確反應樣本間的差異，從PCA圖的對比來看，OT-AT分析模式下的組間差異要比OT-OT的組間差異更加明顯，更能反應樣本的差異情況（圖6）；

圖6 OT-AT 與OT-OT的PCA圖對比

基于Orbitap Astral更多的化合物鑒定結果，鑒定到了之前膝關節患者血漿樣本中沒有檢測到的差異性化合物，包括泮托拉唑（治療消化系統疾病的藥物，副作用為關節痛、肌肉痛）、水蘇堿、賴氨酸、乙酰肉堿，通過差異性化合物的發現，可以更深入地發掘疼痛機制。

Orbitrap Astral 完美實現SQUAD (Simultaneous Quantitation and Discovery)—— 同時定性定量代謝組學分析流程（圖7），對比老一代orbitrap儀器，可以實現更低的樣本上樣量、更快的數據采集方法、更多的化合物鑒定結果、更準確的化合物定量結果，精準鑒定的同時完成準確的定量分析。

圖7 Orbitrap Astral SQUAD代謝組學流程圖

常言道，天下武功，唯快不破，ms/ms 200 Hz 的掃描速度， Astral 無疑把“快"字拿下了，搭配Orbitrap 真正實現了“快、穩、準、狠"四字訣，其中“穩"體現在大隊列數據的穩定性上，“準"體現在質量精度和定量結果準確性上，“狠"體現在Astral不遺余力的儀器性能，“快、穩、準、狠"四字訣的實現讓Orbitrap Astral牢牢把握住了探索生命科學領域的“武功"，讓我們與Orbitrap Astral 一起駛向生命科學的星辰大海。