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4D质谱:蛋白质谱新纪元

4D质谱:蛋白质谱新纪元

【概要描述】4D质谱带来的采集速度与灵敏度的同时提升,使得其在短梯度下也能实现蛋白深度覆盖,结合其在大队列样本分析中展现出的卓越稳定性,相信基于4D质谱平台开发的高通量和高灵敏度临床蛋白组学方法,必将在生物医学基础研究和临床诊断中有着广阔的应用前景。

4D质谱:蛋白质谱新纪元

【概要描述】4D质谱带来的采集速度与灵敏度的同时提升,使得其在短梯度下也能实现蛋白深度覆盖,结合其在大队列样本分析中展现出的卓越稳定性,相信基于4D质谱平台开发的高通量和高灵敏度临床蛋白组学方法,必将在生物医学基础研究和临床诊断中有着广阔的应用前景。

  • 分类:近期动态
  • 作者:华盈生物
  • 来源:
  • 发布时间:2023-07-31 13:23
  • 访问量:
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质谱(Mass Spectrometry,简称MS)是一种能够分离和测量化学物质的质量和相对丰度的分析技术。在蛋白质组学中,质谱被广泛应用于蛋白质的鉴定、定量和功能研究。蛋白质是生物体内执行生物学功能的关键分子,通过研究蛋白质的组成和变化规律,可以深入了解生物体的生理状态和疾病机制。蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象的科学,利用质谱等技术手段对蛋白质进行全面的分析和解读。

当前,质谱在蛋白质组学中主要从三个维度对蛋白质进行定性和定量分析。这些维度包括保留时间(retention time)、质荷比(m/z)和离子强度(intensity)。保留时间是指蛋白质在色谱柱中停留的时间,质荷比是指蛋白质电荷与质量之比,离子强度表示离子的丰度。在2020年12月的一篇名为《diaPASEF: parallel accumulation-serial fragmentation combined with data-independent acquisition》的论文中,介绍了一种新的蛋白质质谱技术,将蛋白质组学研究推向了4D时代。该技术采用了名为timsTOF Pro的仪器,通过分析分子量和离子迁移时间的相关性,结合最新的数据无关采集模式(DIA),在质核比范围内全面覆盖,并提高了鉴定离子的分辨率。这样一来,可以鉴定更多种类的蛋白质,并具有微量样本检测的优势。这种4D质谱技术的引入为蛋白质组学研究提供了全新的手段,能够更加全面、准确地解析蛋白质组成和变化规律,为生物学研究和临床诊断提供了重要的工具。随着技术的不断发展和完善,质谱在蛋白质组学中的应用前景将更加广阔。

4D分离技术较传统的质谱技术增加了第四个维度——离子淌度(mobility),进而大幅度的提高了扫描速度和检测灵敏度,大幅提升蛋白鉴定的数量和覆盖率。timsTOF Pro创新性地使用了双TIMS分离/富集装置,离子在第一个TIMS部分中进行累积,在第二个TIMS中根据淌度进行分离,经过分离后的离子继续用于MS/MS碎裂。往复进行此过程,当第二个TIMS进行分离时,第一个TIMS也同时在平行地累积离子,这样可以实现近乎100%的离子利用率,并减少1价离子(杂离子)的干扰。此外,离子的淌度分离能促进了共流出组分的同分异构体区分,减少二级混合谱图,尤其有利于翻译后修饰位点的精确分析。timsTOF Pro具有跨时代的覆盖深度、灵敏度、快速高通量的蛋白质组分析性能,适合临床高通量样本的研究

4D质谱仪具有以下特点:

     1.更快的速度,相同测试条件下,4D Label free比传统Label free技术检测能力提高50%以上,是实际样本分析扫描速度最快的质谱仪。

     2.更高的灵敏度,尤其是生物样本的蛋白质组成复杂,存在大量的共洗脱现象,在很小的保留时间内却存在大量共洗脱肽,质量差异(m/z)小。而离子淌度中对质量差异小的肽段进行区分(离子迁移率不同),实现更精准的鉴定。

     3.更高的专属性,与传统3D质谱相比增加了离子淌度这一维度,可对待测蛋白进行四维鉴定和定量分析,提高谱图可靠性。

     4.更低的样本需求量,4D蛋白组的上样量降低到传统方法降低1/10,只需200ng。原始样本量降低到传统方法的1/4。只需少量样本,就能达到深度覆盖

综上,4D质谱带来的采集速度与灵敏度的同时提升,使得其在短梯度下也能实现蛋白深度覆盖,结合其在大队列样本分析中展现出的卓越稳定性,相信基于4D质谱平台开发的高通量和高灵敏度临床蛋白组学方法,必将在生物医学基础研究和临床诊断中有着广阔的应用前景。

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