A. 空間定位組學（SpatialOMx?）生命科學和轉化質譜成像
布魯克推出新型timsTOF fleX?質譜儀，包括適配于ESI timsTOF Pro?質譜的軟件可切換的MALDI源。這種新型ESI /MALDI組合功能，可在單臺質譜上實現空間定位組學SpatialOMx?。 timsTOF fleX配備布魯克獨有的10 kHz SmartBeam? 3D激光源，具有真正的像素保真度，可在高空間分辨率下進行快速、無標記的MALDI成像，同時完全保持timsTOF Pro在ESI模式下無與倫比的4D蛋白質組學和表型組學的靈敏度。
timsTOF fleX
利用這種獨特的SpatialOMx方法，研究人員可以深入洞悉MALDI成像組織中的空間分子分布，從而指導4D組學分子表達研究，例如蛋白質、低水平癌抗原肽、脂質、聚糖、代謝物或那些用傳統染色或標記技術無法觀察到的分子。在MALDI指導下的SpatialOMx方法中，使用者可用隨后由ESI-TIMS/PASEF的dda（數據依賴采集），或者dia（非數據依賴采集） 4D蛋白質組學或4D脂質組學/代謝組學的數據，來開展細胞亞群的特異性靶向研究。兩者現在都可以在同一臺強大的儀器上進行，即timsTOF fleX，具有推進單細胞生物學研究所需的超高靈敏度，成為用RNA測序（RNA-seq）進行單細胞轉錄組學研究的完美補充。
南卡羅來納醫科大學蛋白質組學中心主任Richard Drake教授表示：“使用新型timsTOF fleX系統運行的樣本，其數據在空間分辨率和聚糖覆蓋深度方面是前所未有的。聚糖已成為組織和血清中潛在的臨床標志物，用以監測身體的免疫狀態，正常或非正常的衰老，timsTOF fleX的獨特功能將大大加速該研究進程。 timsTOF fleX使得我們可將為癌癥和免疫療法的組織和生物流體分析開發的方法匯集在一個平臺上。我可以看到這款儀器在許多研究領域中的無限應用，比如快速聚糖組織成像和生物流體4D組學分析。”
布魯克道爾頓執行副總裁Rohan Thakur博士補充說：“大多數組織蛋白質組學研究融合了來自不同亞群的細胞，其不期望的平均效應掩蓋了許多重要的生物學和病理生物學信息。在timsTOF fleX上，MALDI引導的SpatialOMx方法能夠在空間上對指定的組織區域進行分析，從而允許隨后的4D蛋白質組學選擇性地對細胞類型的亞群進行靶向分析。功能強大、具有超高靈敏度的timsTOF fleX，在同一儀器上還提供nanoLC-TIMS-MS/MS，從而彌合了分子組織成像和體液分析間的鴻溝。這種獨特的組合將使timsTOF fleX成為寶貴的研究工具，用于空間分辨的4D蛋白質組學和表型組學，并推動單細胞生物學、藥物蛋白質組學和大細胞數量或患者隊列的轉化4D交叉組學的工作流程。”
布魯克還推出IntelliSlides?樣本智能載玻片，專門用于timsTOF fleX工作流程的自動化。IntelliSlides預先在導電表面上刻有軟件可讀的“示教標記”，以指示放置組織樣本的位置、條形碼和跟蹤編號。智能化的IntelliSlides消除了樣本加載的低效率問題，因為它們本身就具有正確標記和正確定位，只需按一下按鈕即可完成MALDI圖像登記。借助專業軟件，IntelliSlides現在可以讓每個人都能輕松完成MALDI成像。（更多信息）
此外，布魯克推出SCiLS Lab 2020 MALDI成像軟件，現已與MetaboScape5.0對接，可在spatialOMx中對組織分子圖像中脂質和代謝物進行自動注釋。這種獨特的組合可自動將組織上測量的離子與代謝組學和脂質組學工作流程中的分子信息相匹配，從而在MALDI成像中突出顯示生物學相關的通路信息。
Helmholtz藥物研究所（HIPS）助理教授Daniel Krug博士評論說：“我們在藥物研究和空間代謝組學領域使用質譜技術；尤其是分析新型天然產物的粘細菌次級代謝組。我們實驗室多年來一直使用布魯克的儀器和軟件，特別是SCiLS Lab和MetaboScape；新分子成像工作流程集成了這兩種軟件解決方案，極大地簡化并加速了整個MALDI成像流程。該流程將離子圖像轉換為分子圖像，并提高了注釋分子式的置信度。”
新的集成成像和代謝組學工作流程還支持布魯克scimaX? MRMS平臺以及新型timsTOF fleX的數據。MetaboScape獨特的T-ReX 2D算法在MALDI成像數據集中完成特征提取，識別同位素和離子解卷積。在MetaboScape中，使用SmartFormula?和來自公共數據庫（如HMDB和LipidMaps）的分子信息，以精確質量和同位素保真度為基礎，對分子特征進行注釋。MetaboScape現在還提供了通過集成timsTOF分析的精確TIMS碰撞橫截面（CCS）來提高ID得分置信度的獨特能力；分子識別數據再送回到SCiLS Lab，獲得分子成像的完整注釋。SCiLS Lab是市場領先的質譜成像軟件，而MetaboScape是識別代謝物標志物和通路映射的首選軟件解決方案...更多...
B. 4D蛋白質組學和4D表型組學創新
diaPASEF和MBR-ddaPASEF在4D蛋白組學方面的研究進展
通過將PASEF與數據非依賴采集（DIA）相結合，布魯克公司與Matthias Mann，Ruedi Aebersold，Ben Collins和Hannes Roest科研團隊合作，推出了革命性的diaPASEF技術，用于新一代的nLC-TIMS-MS/MS 4D蛋白質組學研究。雖然數據依賴采集（DDA）結合PASEF后具有無與倫比的離子利用率，使用短的nanoLC運行可大幅提高靈敏度和覆蓋深度，但DDA的隨機性會導致缺失值，通過diaPASEF工作流程、或用于ddaPASEF的Match Between Run（MBR），該問題得到顯著改善。
在2019年ASMS會議展示的新型diaPASEF工作流程，使用離子淌度域和質量數雙重隔離窗口來觸發MS/MS，可有效地用四極桿高靈敏度地傳輸母離子。利用PASEF固有的高離子利用率優勢，新的diaPASEF工作流程通常可進一步提高30％離子利用率。如今該工作流程在分析200 ng的HeLa酶解液的120分鐘單次實驗中，定量了超過7,000種蛋白質。該實驗的數據分析使用新的Mobi-DIK軟件，它基于多倫多大學Hannes Roest教授組開發的OpenSWATH軟件，可實現質量數、保留時間、離子淌度和信號強度的4D特征校準。
timsTOF Pro
布魯克蛋白質組學副總裁Gary Kruppa博士解釋說：“增加diaPASEF工作流程是解決自下而上蛋白質組學缺失值問題以及改進非標記定量（LFQ）的重要一步。 timsTOF Pro迅速贏得了使用短梯度獲得組學更高覆蓋深度的聲譽，并由于其正交源和雙TIMS漏斗設計提供了業界領先的儀器穩用性。此外， timsTOF Pro可獲得穩定的肽段碰撞截面積（CCS）值，保證了diaPASEF工作流程中離子篩選和匹配的準確性，是增加蛋白質鑒定數量的基礎，并且在ddaPASEF中使用CCS進行4D的Match Between Run（MBR），以進一步提高低豐度蛋白鑒定的數據完整性和LFQ性能。我們要感謝研發合作伙伴Matthias Mann，Ruedi Aebersold，Ben Collins和Hannes Roest團隊在diaPASEF上最富有成效的合作，以及Juergen Cox博士對MBR-ddaPASEF進一步發展的貢獻。”
馬克斯-普朗克研究所的Juergen Cox 博士說: "我們為 timsTOF Pro 數據集開發了一種高度并行的4D 特征檢測算法, 該算法提取離子的同位素峰型, 然后對m/z使用非線性擬合重新進行m/z校準, 并對保留時間、離子淌度、信號強度進行多維對齊。通過MS1 級CCS的Match Between Run (MBR), 可大大減少批量樣品的蛋白非標記（label-free）定量中的缺失值問題,顯著提高了分析的精確度和準確度。”
C. 用于4D 蛋白質組學的新耗材和軟件
Bruker和PreOmics公司宣布了一項共同開發和共同開拓市場的合作協議，該協議將重點關注timsTOF Pro上的PreOmics iST樣品制備技術。 inStageTip（iST）技術可去除去垢劑，聚合物，鹽，脂類和其他污染物，并具有出色的肽回收率。與常規試驗方法相比，新的iST方法可實現穩定且可重現的樣品制備，并具有顯著的時間優勢（節省超過40小時），iST適用于集成在半自動化，高通量樣品制備的方案中。
PreOmics公司董事總經理 Nils Kulak 博士和 Garwin Pichler 博士評論說: “我們非常高興能與布魯克合作開展端到端的工作流程合作，使蛋白質分析變得更高效，同時向我們高度重視的全球學術和生物制藥的客戶分享這些改進。我們相信，timsTOF Pro在4D蛋白質組學研究中的強大功能能夠完美匹配我們的iST樣品處理技術。”
在蛋白質組學軟件方面，布魯克和Genedata宣布與Genedata Expressionist軟件平臺建立合作伙伴關系，該平臺現在支持timsTOF Pro 4D組學數據格式。對最新timsTOF Pro數據文件原始格式的支持，簡化并自動化分析流程，為蛋白質組學、代謝組學和生物治療研究的數據分析提供了新的機會。利用timsTOF Pro的快速梯度進行智能的母離子選擇獲得深度的蛋白質組覆蓋，結合Genedata Expressionist的可擴展性和速度，實現了新一代宿主細胞蛋白（HCP）的分析平臺。
布魯克生命科學軟件經理Peter Hufnagel博士進一步闡述：“我們的API驅動的開放數據文件格式理念，正在幫助加速將timsTOF數據應用到許多重要的第三方軟件解決方案中。納入Genedata Expressionist是生物制藥客戶要求進行HCP分析的重要步驟，由于我們的開放文件格式架構，Genedata迅速實現了這一目標。”
Genedata Expressionist業務部負責人Markus Brosch博士說：“Genedata Expressionist?建立在其經過驗證的蛋白質組學分析能力的基礎上，可以在檢測限水平鑒定和定量宿主細胞蛋白質（HCP）。它獨特地分析性能，支持廣泛的HCP搜索和分析策略，為處理批量復雜蛋白質組學數據提供前所未有的分析速度和可擴展性。我們的合作客戶現在不僅可以自動化、快速地進行HCP分析，還可以利用該軟件平臺滿足蛋白質組學，代謝組學和生物治療學表征的所有需求。”
D. 新型超高靈敏度4D脂質組學工作流程
基于MetaboScape?和CCSPredict?成功的基礎，布魯克宣布推出timsTOF Pro和timsTOF fleX平臺上的超高靈敏度4D脂質組學工作流程，展示了它在LC-TIMS-MS/MS分析時的高通量和高靈敏度。優化新型PASEF 4D脂質組學方法現在可使單次分析中鑒定的脂質數量幾乎翻倍，同時獲得阿托摩爾靈敏度。使用這一創新工作流程，僅需數千個細胞，nanoLC-TIMS-PASEF定量了大約500種脂質，具有非常高的定量準確度和重現性；此外還可構建一個包含來自人血漿、小鼠肝臟和人類癌癥的1000多個精確CCS值的細胞庫。
Max-Planck生物化學研究所的博士后研究員和該研究的高級作者3Florian Meier博士補充說：“我們的研究建立了4D脂質組學，為使用PASEF的更高靈敏度的脂質組學鋪平了道路。除了PASEF生成的綜合MS / MS信息外，還可以利用TIMS獲得的精確度和準確度來促進脂質分配。此外，高精度CCS值為儀器學習技術提供了基礎，可以更準確地預測CCS值，并為更廣泛的脂類提供預測。”
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