4D-DIA技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)高靈敏度蛋白質(zhì)檢測？深度解析來了！檢測技術(shù)服務(wù)詳情介紹

隨著dànbáizhì組學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，研究者對(duì)于靈敏度和數(shù)據(jù)解析力的要求日益提高。在臨床轉(zhuǎn)化研究、復(fù)雜疾病機(jī)制探索乃至藥物作用機(jī)制研究中，高通量且高靈敏度的dànbáizhì檢測手段正成為推動(dòng)發(fā)現(xiàn)的核心工具。近年來，基于離子遷移率的四維數(shù)據(jù)無依賴采集技術(shù)（4D-DIA），因其在檢測深度與數(shù)據(jù)質(zhì)量方面的表現(xiàn)，受到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。

一、什么是4D-DIA？為何稱之為“四維”采集？

在DIA（Data-Independent Acquisition）模式中，質(zhì)譜儀按照預(yù)設(shè)的m/z窗口對(duì)所有離子進(jìn)行并行碎裂，隨后對(duì)生成的碎片離子信號(hào)進(jìn)行分析。這種方法在覆蓋率與重現(xiàn)性方面具有優(yōu)勢，但在面對(duì)復(fù)雜背景樣本時(shí)，容易出現(xiàn)共碎裂干擾、譜圖混疊等問題，從而影響肽段識(shí)別的準(zhǔn)確性。為突破這些限制，4D-DIA引入了離子遷移率（Ion Mobility）作為數(shù)據(jù)的“第四維度”，在原有的保留時(shí)間（RT）+質(zhì)荷比（m/z）+強(qiáng)度（Intensity）基礎(chǔ)上，再添加一個(gè)反映分子結(jié)構(gòu)物理特性的維度——遷移時(shí)間（Mobility）。這一額外維度不僅提高了信號(hào)分離度，還為每個(gè)肽段帶來了一個(gè)更具特異性的“識(shí)別標(biāo)簽”，顯著改善數(shù)據(jù)解析質(zhì)量，進(jìn)而提升了低豐度蛋白的檢測靈敏度。

二、離子遷移率維度的加入帶來了哪些改變？

離子遷移率是基于電場下離子在惰性氣體中遷移速度的物理特性，受到分子結(jié)構(gòu)、電荷狀態(tài)和大小的影響。在4D-DIA系統(tǒng)中，離子首先被暫存于遷移管道（如TIMS裝置）中，再按照其遷移時(shí)間有序釋放進(jìn)入質(zhì)譜分析器。這種基于遷移率的分離方式，與色譜保留時(shí)間正交，意味著即使多個(gè)肽段具有相近的m/z和RT，也可能因遷移率差異被有效區(qū)分。這一機(jī)制極大減輕了譜圖重疊，提高了數(shù)據(jù)的解析效率，也為后續(xù)的數(shù)據(jù)庫匹配和定量分析提供了更多結(jié)構(gòu)信息支撐。此外，遷移時(shí)間可進(jìn)一步換算為碰撞截面積（CCS），這是一個(gè)穩(wěn)定而結(jié)構(gòu)相關(guān)的物理量，為dànbáizhì組學(xué)提供了更具結(jié)構(gòu)特異性的識(shí)別手段，有助于提升肽段匹配的置信度。

三、PASEF采集模式是實(shí)現(xiàn)4D-DIA的關(guān)鍵

4D-DIA通常借助PASEF（Parallel Accumulation–Serial Fragmentation）技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)采集。該模式通過并行富集離子并按遷移率有序釋放的方式，實(shí)現(xiàn)快速、jīngzhǔn的MS/MS數(shù)據(jù)獲取。其運(yùn)行邏輯包括：

• 離子并行積累：不同遷移時(shí)間的離子被集中在遷移裝置中，等待后續(xù)分析；

• 串行碎裂采集：每個(gè)釋放出來的離子群體被依次碎裂并進(jìn)入檢測器，實(shí)現(xiàn)高頻率的MS/MS掃描。

PASEF的效率優(yōu)勢在于其能在極短的時(shí)間內(nèi)完成多個(gè)前體離子的碎裂與檢測，既提高了采樣深度，也維持了較短的周期時(shí)間。這種采集方式特別適合捕捉低豐度信號(hào)，在保證靈敏度的同時(shí)不犧牲通量。

四、4D-DIA技術(shù)如何提升靈敏度？

4D-DIA在靈敏度方面的表現(xiàn)，來源于其系統(tǒng)性的信號(hào)分離與特征增強(qiáng)機(jī)制。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、多維分離降低信號(hào)混疊：引入遷移率后，可實(shí)現(xiàn)與色譜正交的額外分離，使得在同一時(shí)間窗口內(nèi)出現(xiàn)的共碎裂現(xiàn)象顯著減少，從而提升低豐度信號(hào)的檢測清晰度。

2、信噪比改善增強(qiáng)檢測靈敏度：高遷移率分辨率意味著背景噪聲的有效削弱，信號(hào)質(zhì)量更純凈。這種信噪比的提升，使得原本埋沒在背景中的微弱肽段得以被準(zhǔn)確識(shí)別和量化。

3、多特征識(shí)別提升定性置信度：4D-DIA利用遷移時(shí)間、CCS值、m/z、RT等多個(gè)特征參數(shù)共同約束數(shù)據(jù)庫匹配過程，降低了假陽性率，使得即使是在低豐度水平下，也能實(shí)現(xiàn)高置信度的定性。

4、高頻掃描提升覆蓋深度：PASEF模式下，系統(tǒng)可在單位時(shí)間內(nèi)完成更多前體離子的篩選與碎裂，從而在有限分析時(shí)間內(nèi)獲取更豐富的MS/MS數(shù)據(jù)，有利于捕捉轉(zhuǎn)瞬即逝的低豐度信號(hào)。

4D-DIA通過引入遷移率維度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜dànbáizhì組樣本更深層次、更高置信度的解析能力。在技術(shù)不斷演進(jìn)的jīntiān，這種融合多維分離、多參數(shù)識(shí)別和高頻掃描的質(zhì)譜策略，正在為生命科學(xué)研究打開新的窗口。無論是在機(jī)制研究還是生物標(biāo)志物篩選等應(yīng)用中，4D-DIA都展現(xiàn)出良好的適應(yīng)性與數(shù)據(jù)質(zhì)量表現(xiàn)，為推動(dòng)dànbáizhì組學(xué)研究從“檢測”走向“洞察”提供了技術(shù)保障。如您正在尋找高質(zhì)量、定制化的DIA定量dànbáizhì組學(xué)服務(wù)，百泰派克生物科技將是您zhídexìnlài的科研伙伴。

百泰派克生物科技特色項(xiàng)目

一、蛋白測序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質(zhì)譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統(tǒng)對(duì)dànbáizhì序列進(jìn)行分析，提供基于質(zhì)譜的蛋白測序分析服務(wù)，包括對(duì)dànbáizhì的氨基酸組成分析，Nduāncèxù，Cduāncèxù和全序列分析，以及基于埃德曼降解的dànbáizhìN端序列分析服務(wù)。對(duì)于未知理論序列的dànbáizhì，提供基于從頭測序法的dànbáizhì從頭測序服務(wù)，對(duì)蛋白序列進(jìn)行分析。

※服務(wù)優(yōu)勢：

1.采用目前世界上優(yōu)良的質(zhì)譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實(shí)現(xiàn)對(duì)所測定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測定蛋白N端多達(dá) 70個(gè)氨基酸序列;

4.可測定多種形式的樣品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白條帶;

5.樣品用量低: 蛋白樣品僅需 5-10ug，即可完成檢測;

6.測序不受N端封閉，PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

二、dànbáizhì組學(xué)

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質(zhì)譜平臺(tái)結(jié)合Nano-LC，提供定量dànbáizhì組學(xué)、靶向dànbáizhì組學(xué)、多肽組學(xué)、翻譯后修飾蛋白組學(xué)等多種dànbáizhì組學(xué)分析服務(wù)。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4Ddànbáizhì組學(xué)服務(wù)，助力微量樣本蛋白組學(xué)、大樣本群醫(yī)學(xué)及高通量修飾組學(xué)等研究工作。

※服務(wù)優(yōu)勢：

1 .高通量定量蛋白分析:多對(duì)照組大規(guī)模實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)記物;

2.體內(nèi)體外多種dànbáizhì標(biāo)記方法，適用于分析組織、細(xì)胞、血液等多種樣品;

3.質(zhì)譜分析靈敏度高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)度高;

4.可檢測較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學(xué)分析，分析更系統(tǒng)準(zhǔn)確。

三、單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質(zhì)譜流式系統(tǒng)進(jìn)行單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析，采用金屬元素標(biāo)記物（通常是金屬元素標(biāo)記的特異抗體）標(biāo)記細(xì)胞表面和內(nèi)部的分子，然后用流式細(xì)胞原理分離單個(gè)細(xì)胞，再用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）分析單個(gè)細(xì)胞的原子質(zhì)量譜，zuì后將原子質(zhì)量譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為細(xì)胞表面和內(nèi)部的信號(hào)分子表達(dá)量。

※服務(wù)優(yōu)勢：

1.技術(shù)優(yōu)良，*技術(shù)空白

采用金屬標(biāo)記抗體技術(shù)，避免了傳統(tǒng)流式熒光通道少且易相互影響的問題。可在單細(xì)胞層面上對(duì)多種指標(biāo)同時(shí)進(jìn)行表征，百泰派克生物科技可做到同時(shí)檢測51個(gè)目標(biāo)蛋白。

2.分析數(shù)量大，成本較低

單細(xì)胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細(xì)胞匯總的分析數(shù)目一般在2x10^4個(gè)左右，而流式質(zhì)譜技術(shù)一次（單樣本）就可分析至少10^5的細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)了數(shù)量級(jí)的提高，且成本不高于單細(xì)胞RNAseq。

3.應(yīng)用前景大

①流式質(zhì)譜結(jié)果可以給出細(xì)胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機(jī)制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標(biāo)簽技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合會(huì)有新應(yīng)用方向。除常規(guī)蛋白外，質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測細(xì)胞存活率、細(xì)胞大小、mRNA轉(zhuǎn)錄子表達(dá)量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)

百泰派克生物科技的基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實(shí)現(xiàn)10,000個(gè)以上I型多肽和10,000個(gè)以上II型多肽的鑒定和識(shí)別。通過我們優(yōu)化的高通量免疫多肽組學(xué)分析平臺(tái)進(jìn)行免疫肽組學(xué)分析，可從zuì小的樣品材料中進(jìn)行可重復(fù)的識(shí)別和定量。該服務(wù)可以應(yīng)用于大規(guī)模的研究，旨在助力科研工作者尋找癌癥、免疫疾病及傳染病的解決方案，深入挖掘未知的靶標(biāo)。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質(zhì)譜技術(shù)，MALDI TOF，高效色譜分離技術(shù)，提供一系列完善的生物藥物分析方案，從dànbáizhì、多肽、抗體、疫苗等生物制品的氨基酸組成和一級(jí)結(jié)構(gòu)分析，到產(chǎn)品變異性和純度分析。旨在提供優(yōu)質(zhì)生物藥物分析服務(wù)，幫助生物醫(yī)藥生產(chǎn)商提高生物藥物品質(zhì)。

百泰派克生物科技七大檢測平臺(tái)

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物質(zhì)譜多組學(xué)優(yōu)質(zhì)服務(wù)商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫(yī)療器械行業(yè)提供質(zhì)量控制檢測和項(xiàng)目驗(yàn)證等zhuānyè服務(wù)。公司實(shí)驗(yàn)室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規(guī)和指導(dǎo)原則，通過CNAS/ISO9001雙重質(zhì)量體系認(rèn)證，建立了完備的質(zhì)量體系，數(shù)據(jù)冷熱/異地備份，設(shè)備定期計(jì)量/期間核查，軟件審計(jì)追蹤，為客戶提供一體化解決方案和技術(shù)服務(wù)，支持新藥研發(fā)、藥物申報(bào)注冊和生產(chǎn)放行。

1.公司采用ISO9001質(zhì)量控制體系，zhuānyè提供以質(zhì)譜為基礎(chǔ)的CRO檢測分析服務(wù)；

2.獲國家CNAS實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可，為客戶提供符合全球藥政法規(guī)的藥物質(zhì)量研究服務(wù)；

3.業(yè)務(wù)范圍覆蓋dànbáizhì組學(xué)、多肽組學(xué)、代謝組學(xué)、生物藥物表征、單細(xì)胞分析、單細(xì)胞質(zhì)譜流式、生信云分析以及多組學(xué)生物質(zhì)譜整合分析等；

4.七大質(zhì)量控制檢測平臺(tái)，滿足您一站式服務(wù)需求；

5.服務(wù)3000+企業(yè)，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)譜分析服務(wù)!

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