4D-DIA相對(duì)定量蛋白質(zhì)組

DIA 定量蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)流程圖

技術(shù)特點(diǎn)
1、更快的速度，大于 120 Hz MS/MS，是實(shí)際樣本分析掃描速度最快的質(zhì)譜儀之一；
2、更高的靈敏度，利用離子淌度在時(shí)間和空間進(jìn)行聚焦，使靈敏度提高了 20 倍，對(duì)微量樣品適應(yīng)性好；
3、更高的專(zhuān)屬性，與傳統(tǒng) 3D 質(zhì)譜相比增加了離子淌度這一維度，可對(duì)待測(cè)蛋白進(jìn)行四維鑒定和定量分析；
4、更高的峰容量，通過(guò)離子淌度維度的加入使峰容量增加了 10 倍，能鑒定到更多的蛋白組；
5、在任何速度下均能保持高分辨率;
6、性能穩(wěn)定，耐臟，重現(xiàn)性好，為臨床大隊(duì)列研究提供保障。


樣品要求
細(xì)胞：5×10⁶個(gè)細(xì)胞；動(dòng)物組織：50mg；植物組織：100mg；微生物：200mg；血清血漿：50μl

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一個(gè)細(xì)胞或組織中整個(gè)基因組表達(dá)的全部蛋白質(zhì)就是蛋白質(zhì)組的研究?jī)?nèi)容。蛋白質(zhì)組學(xué)研究，即在高通量水平上研究蛋白質(zhì)的特征，包括蛋白質(zhì)的表達(dá)水平，翻譯后的修飾，蛋白與蛋白相互作用等，由此從蛋白質(zhì)水平上解析疾病發(fā)生的分子機(jī)制，獲得細(xì)胞代謝等過(guò)程的全面認(rèn)識(shí)。



Pubmed收錄“proteomics”文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)
   2020年12月，Nature Methods上發(fā)表了《diaPASEF: parallel accumulation-serial fragmentation combined with data-independent acquisition》一文，標(biāo)志著蛋白質(zhì)組學(xué)研究正式進(jìn)入了4D時(shí)代。文章中提到的timsTOF Pro 4D質(zhì)譜技術(shù)通過(guò)分析分子量和離子淌度的相關(guān)性，搭配新的DIA數(shù)據(jù)采集模式，不僅覆蓋了選擇窗口中整個(gè)質(zhì)核比范圍，還提高了識(shí)別入射離子的分辨率，從而鑒定到更多的蛋白質(zhì)種類(lèi)，讓蛋白質(zhì)組學(xué)研究邁入了嶄新的時(shí)代。

技術(shù)原理：
     利用質(zhì)譜儀開(kāi)展的蛋白組學(xué)研究中，質(zhì)譜的掃描速度會(huì)影響蛋白的鑒定深度。引入雙TIMS/PASEF® (Parallel Accumulation - SErial Fragmentation平行累積串行碎裂)分離技術(shù)的timsTOF Pro平臺(tái)使得蛋白質(zhì)組學(xué)進(jìn)入了4D蛋白質(zhì)組學(xué)新時(shí)代。傳統(tǒng)的3D分離技術(shù)包括保留時(shí)間（retention time）、質(zhì)荷比（m/z）、離子強(qiáng)度（intensity），4D分離技術(shù)增加了第四個(gè)維度--離子淌度（mobility），進(jìn)而大幅度的提高了掃描速度和檢測(cè)靈敏度，大幅提升蛋白鑒定的數(shù)量和覆蓋率。timsTOF Pro創(chuàng)新性地使用了雙TIMS分離/富集裝置，離子在第一個(gè)TIMS部分中進(jìn)行累積，在第二個(gè)TIMS中根據(jù)淌度進(jìn)行分離，經(jīng)過(guò)分離后的離子繼續(xù)用于MS/MS碎裂。往復(fù)進(jìn)行此過(guò)程，當(dāng)?shù)诙�個(gè)TIMS進(jìn)行分離時(shí)，第一個(gè)TIMS也同時(shí)在平行地累積離子，這樣可以實(shí)現(xiàn)近乎100％的離子利用率，并減少1價(jià)離子（雜離子）的干擾。


實(shí)驗(yàn)流程：


技術(shù)特點(diǎn)：
· 更快的速度，大于 120 Hz MS/MS，是實(shí)際樣本分析掃描速度最快的質(zhì)譜儀。
· 更高的靈敏度，利用離子淌度在時(shí)間和空間進(jìn)行聚焦，使靈敏度提高了20倍，對(duì)微量樣品適應(yīng)性好。
· 更高的專(zhuān)屬性，與傳統(tǒng)3D質(zhì)譜相比增加了離子淌度這一維度，可對(duì)待測(cè)蛋白進(jìn)行四維鑒定和定量分析，提高譜圖可靠性。
· 更高的峰容量，通過(guò)離子淌度維度的加入使峰容量增加了10倍，能鑒定到更多的蛋白組。
· 在任何速度下均能保持高分辨率。
· 性能穩(wěn)定，耐臟，重現(xiàn)性好。
· 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索引擎（PaSER）的應(yīng)用讓數(shù)據(jù)采集和檢索同步進(jìn)行，節(jié)省數(shù)據(jù)分析時(shí)間。

產(chǎn)品分類(lèi)：
    4D-labelfree,不需要對(duì)樣品進(jìn)行任何標(biāo)記，每個(gè)樣品可單獨(dú)上機(jī)。利用DDA采集模式分析直接酶解后的蛋白肽段，獲得蛋白質(zhì)表達(dá)量變化情況，對(duì)蛋白進(jìn)行定性定量分析。
    4D-labelfree修飾蛋白檢測(cè)，富集修飾蛋白進(jìn)行鑒定及定量研究，可分析蛋白磷酸化、乙�；�等各種修飾組學(xué)，獲得修飾程度信息。
    4D-DIA，與Labelfree同屬于非標(biāo)記蛋白組學(xué)技術(shù)，但使用DIA采集模式替代DDA采集模式，不涉及對(duì)肽段的限制性篩選，因此具有更好的定量準(zhǔn)確性，適用于復(fù)雜體系、海量樣品的差異檢測(cè)。
    4D-Super Blood dDIA，通過(guò)生物磁珠去除高峰度蛋白，突破物種和蛋白種類(lèi)的限制，同時(shí)通過(guò)分析分子量和離子淌度的相關(guān)性，并搭配新的DIA數(shù)據(jù)采集模式，從而鑒定到更多的蛋白質(zhì)種類(lèi)，為血液蛋白質(zhì)組學(xué)的研究提供了完美的解決方案。
    4D-Trace Sample dDIA，通過(guò)分析分子量和離子淌度的相關(guān)性，搭配剛新的DIA數(shù)據(jù)采集模式，從而可以鑒定到更多的蛋白質(zhì)種類(lèi)，更加具有微量樣本檢測(cè)優(yōu)勢(shì)，為科研用戶對(duì)極難獲得的珍貴樣本的研究提供了保證。
    4D-外泌體蛋白組，通過(guò)增加第四個(gè)維度--離子淌度（mobility）結(jié)合TIMS/PASEF® (Parallel Accumulation - Serial Fragmentation平行累積串行碎裂)分離技術(shù)，并搭配新的DIA數(shù)據(jù)采集模式，大幅度地提高了掃描速度以及蛋白鑒定的數(shù)量和覆蓋率，為外泌體樣本研究提供了保證。
    4D-PRM，是可對(duì)目標(biāo)蛋白質(zhì)（或肽段）進(jìn)行絕對(duì)定量分析的靶向蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，用于驗(yàn)證大規(guī)模蛋白質(zhì)組學(xué)幾十個(gè)到上百個(gè)蛋白質(zhì)的定量結(jié)果，通量高，靈敏度好。

應(yīng)用場(chǎng)景：
    微量樣品，離子淌度的應(yīng)用帶來(lái)了更高的靈敏度和專(zhuān)屬性，極大的提高了微量樣品（如FFPE、穿刺樣品等）的蛋白檢出數(shù)和準(zhǔn)確性。
    大隊(duì)列樣品研究，極快的掃描速度、耐臟和高穩(wěn)定性是大隊(duì)列樣品蛋白質(zhì)組學(xué)研究的保障。
    修飾組學(xué)，離子淌度能更好的區(qū)分同分異構(gòu)體，可更有效地區(qū)分具有相同質(zhì)荷比但修飾位點(diǎn)不同的修飾蛋白質(zhì)。

測(cè)試結(jié)果：

研究思路：


應(yīng)用案例：非小細(xì)胞肺癌的蛋白質(zhì)基因組學(xué)揭示了與特定治療靶點(diǎn)和免疫逃避機(jī)制相關(guān)的分子亞型

影響因子：23.177；發(fā)表時(shí)間：2021.11；發(fā)表期刊：Nature cancer

研究者對(duì)141例非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)的所有主要組織學(xué)進(jìn)行了深入的基于質(zhì)譜（TMT）的蛋白質(zhì)基因組分析。他們確定了6種不同的蛋白質(zhì)組亞型，并發(fā)現(xiàn)在免疫細(xì)胞組成和免疫檢查點(diǎn)的亞型特異性表達(dá)方面存在顯著差異。出乎意料的是，在免疫冷亞型中，高新抗原負(fù)擔(dān)與全局低甲基化和復(fù)雜的新抗原定位到基因組區(qū)域(如內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒元素和內(nèi)含子)有關(guān)。此外，他們通過(guò)STK11突變依賴的HNF1A激活和FGL1表達(dá)將免疫逃避與LAG-3聯(lián)系起來(lái)。最后，他們開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)立數(shù)據(jù)采集質(zhì)譜的NSCLC亞型分類(lèi)方法，在208例NSCLC病例的獨(dú)立隊(duì)列中驗(yàn)證了該方法，并通過(guò)分析84例晚期NSCLC活檢標(biāo)本證明了其臨床應(yīng)用價(jià)值。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（a，b）和蛋白聚類(lèi)結(jié)果（c）


抑制性受體及其配體的蛋白水平