蛋白质组学技术4D

2018年，4D蛋白质组学正式进入大众视野。相较于传统的3D蛋白质组学，4D蛋白质组学在保留时间（retention time）、质荷比（m/z）、离子强度（intensity）这三个维度的基础上，增加了离子淌度（mobility）的概念，进而大幅度的提高了扫描速度和检测灵敏度。

离子淌度也称离子迁移率，是指在单位电场强度下，一个离子穿过某一气态区域的速度，其大小常与离子的形状、大小和电荷状态等因素有关。通过离子淌度的引入，4D蛋白质组学能够更好地区分具有相似质荷比的肽段，从而提高蛋白质定量的准确性和可靠性。

图1. 4D-蛋白组学示意图

4D蛋白质组学的原理基于timsTOF Pro质谱仪，结合PASEF（Parallel Accumulation Serial Fragmentation，同步累积连续碎裂）与TIMS（Trapped Ion Mobility Spectrometry，离子迁移谱），可重复测量所有检测离子的碰撞截面（CCS），根据肽段离⼦在飘移管中与缓冲⽓体碰撞时的CCS不同，将离⼦按⼤⼩形状进⾏分离。

图2. 4D-蛋白组学技术的原理

相较于传统的3D蛋白质组学，4D蛋白质组学有以下优势：

• 定性更准确：离子淌度分离可有效区分修饰同分异构问题，使修饰鉴定结果更加准确。
• 鉴定蛋白数更多：4D蛋白质组检测通量可提升至普通蛋白组的10倍，有效降低实验周期。
• 定量更准确：仪器稳定性更好，1-96针样本间相关系数可达0.95以上。
• 灵敏度更高：传统蛋白组实验样本量为μg级别，而4D蛋白质组最低蛋白量可低至200ng，为普通蛋白质组样本量的1/10，适用于各种微量样本。

图3. 4D-蛋白组学的优势

目前，4D蛋白质组学在基础研究、转化医学、临床蛋白质组学等各领域都展现出了广阔的发展前景和强大的生命力。百泰派克生物科技提供基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学研究服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作，欢迎咨询！