快速单细胞蛋白质谱分析的综合蛋白质组分析装置

在我们之前的工作中，我们展示了一种集成的蛋白质组分析装置（iPAD-100），用于分析100个细胞的蛋白质组。(1) 在这项工作中，首次开发了一种新型集成单细胞分析装置（iPAD-1），能够在1小时内对单个细胞中的蛋白质进行分析。在iPAD-1中，选定的单个细胞直接被吸入22微米内径的毛细管中。然后，在2纳升体积的毛细管中同时完成细胞裂解和蛋白质消化，这可以防止蛋白质损失和过度稀释。通过使用超声波加热来加速消化。细胞处理的总时间为30分钟。之后，单细胞消化肽通过一个真正的零死体积联接直接转移到LC柱中，以最小化蛋白质转移损失。该装置中使用了一个自制的22微米内径纳米-LC填充柱，配有3微米内径的ESI尖端，以实现超灵敏检测。应用了30分钟的洗脱程序来分析单细胞蛋白质组。因此，单细胞分析所需的总时间仅为1小时。在对10个单细胞HeLa的分析中，使用Orbitrap Fusion Tribrid MS仪器在一个细胞中识别到最多328种蛋白质，检测极限约为1.7-170 zmol。iPAD-1的灵敏度约为我们之前开发的iPAD-100系统的120倍。(1) 观察到蛋白质表达谱中的显著细胞异质性。此外，我们通过检测的HeLa细胞中的核心组蛋白蛋白质的数量粗略估计了细胞周期的阶段。