颠覆性前处理！Covaris AFA 重新定义微量细胞蛋白质谱

在精准医疗与单细胞研究快速发展的今天，低起始量细胞蛋白质组学分析已成为临床诊断、靶向开发与稀有细胞研究的核心刚需。循环肿瘤细胞、造血干细胞、微量活检样本等，普遍存在细胞数量极少、蛋白极易丢失的问题。传统蛋白提取方法因多次溶液转移、管壁吸附、多步纯化，导致低起始量样本蛋白大量损耗，低丰度蛋白难以检出，鉴定深度与重复性远不能满足研究需求。

Covaris自动声波聚焦技术（ Adaptive Focused Acoustics®，AFA®）是在传统超声波处理基础上的技术革新，通过球面固态超声换能器将声波聚焦到样本区域，对样本进行处理。聚焦声波能够以极低的能量输入获得良好的处理效果，避免传统超声能量过剩可能引起的样本处理过度及热损伤，为样本处理提供高效可控、重复性优良、温度恒定及无污染的处理环境。目前已广泛应用于基因组学、蛋白组学、细胞生物学等研究中，也避免了传统蛋白组学样本制备方法的不足。

Covaris AFA可在同一microtube管中完成后续还原、烷基化、蛋白除盐、消化及多肽复溶等步骤，避免样本稀释和额外的纯化程序，大大的减少蛋白损失，提高得率。显著提升微量样本的蛋白鉴定深度与稳定性，让低起始量细胞的高质量蛋白质谱分析从 “难以实现” 变为 “稳定可重复”，为临床稀有细胞研究与微量样本蛋白组分析提供关键支撑。

血液、体液及组织样本中的稀有细胞是临床诊断的关键样本，但细胞总量极低，传统提取方法即便经过优化，也只能鉴定出少数蛋白，无法满足深度分析需求，成为临床稀有细胞研究的核心瓶颈。发表于Molecular & Cellular Proteomics的这篇文献使用Covairs AFA提取2000个细胞总蛋白，取500个细胞量的裂解液进行质谱分析；并使用常规方法提取1x10⁷个细胞总蛋白进行质谱鉴定，比较两种实验条件下蛋白种类的丰富程度。

结果表明，采用Covaris AFA对2000个细胞进行蛋白提取的效果非常出色，取500个细胞量的裂解液进行质谱分析，蛋白质组丰富程度接近于常规提取方法处理1x10⁷个细胞的效果(n=3) 。说明Covaris对少量细胞样本处理更加均匀，样本损失更少。

进一步降低质谱上样量后，传统提取方法鉴定出的蛋白质数量快速降低，而Covaris AFA提取方法鉴定出的蛋白量降低不明显，说明Covaris对少量细胞样本的处理更加均匀，蛋白种类损失少。

参考文献：

https://www.mcponline.org/article/S1535-9476(20)33176-5/fulltext

随着质谱灵敏度提升，少量细胞蛋白组学研究成为可能，样本制备优化愈发关键。传统方法处理低起始量样本易丢失低丰度蛋白，而梅奥诊所研究证实：Covaris AFA在不同细胞起始量下均可稳定实现高覆盖度蛋白组鉴定，不影响蛋白与肽段结果，能显著减少损失、缩短流程、提升效率。该技术可作为SP3 磁珠法的高效替代方案，蛋白产量相当，且用时更短、上样更灵活，支持自动化高通量处理。

实验选用人胆管癌细胞系 HuCC-T1，采用100000及500000 个细胞起始量，对比Covaris AFA蛋白组学样本制备方法和SP3磁珠消化方法进行前处理最后得到的蛋白质谱数据。

· AFA 组：truPREP 试剂盒，R230上完成细胞裂解、磁珠结合、消化全流程；

· SP3 组：传统超声裂解 + 热混合仪孵育，过夜消化；

· 检测平台：Thermo Orbitrap Ascend Tribrid 质谱仪。

实验结果表明，在 100,000 个和 500,000 个细胞样本中，Covaris AFA 方法与 SP3 方法所鉴定的蛋白质及肽段数量基本一致，两种方法的实验重复性良好，在细胞数量较多的样本中，两种方案均能稳定发挥效能。

研究人员进一步测试了 Covaris AFA方法在更宽的细胞数量范围（1,000 至 500,000 个细胞）内的性能。结果显示，AFA 辅助方案在上述测试的细胞数量范围内，可对样本实现稳定且高效的蛋白质与肽段鉴定。

Covaris AFA 方法的另一核心优势在于：更高效，可显著缩短从细胞裂解至质谱分析的全流程周转时间。这主要得益于 AFA 可加速胰蛋白酶消化进程，而 SP3 方法则需进行过夜消化。