随着蛋白质组学技术的不断发展，研究者对于灵敏度和数据解析力的要求日益提高。在临床转化研究、复杂疾病机制探索乃至药物作用机制研究中，高通量且高灵敏度的蛋白质检测手段正成为推动发现的核心工具。近年来，基于离子迁移率的四维数据无依赖采集技术（4D-DIA），因其在检测深度与数据质量方面的表现，受到了学术界和产业界的广泛关注。

一、什么是4D-DIA？为何称之为“四维”采集？

在DIA（Data-Independent Acquisition）模式中，质谱仪按照预设的m/z窗口对所有离子进行并行碎裂，随后对生成的碎片离子信号进行分析。这种方法在覆盖率与重现性方面具有优势，但在面对复杂背景样本时，容易出现共碎裂干扰、谱图混叠等问题，从而影响肽段识别的准确性。为突破这些限制，4D-DIA引入了离子迁移率（Ion Mobility）作为数据的“第四维度”，在原有的保留时间（RT）+质荷比（m/z）+强度（Intensity）基础上，再添加一个反映分子结构物理特性的维度——迁移时间（Mobility）。这一额外维度不仅提高了信号分离度，还为每个肽段带来了一个更具特异性的“识别标签”，显著改善数据解析质量，进而提升了低丰度蛋白的检测灵敏度。

二、离子迁移率维度的加入带来了哪些改变？

离子迁移率是基于电场下离子在惰性气体中迁移速度的物理特性，受到分子结构、电荷状态和大小的影响。在4D-DIA系统中，离子首先被暂存于迁移管道（如TIMS装置）中，再按照其迁移时间有序释放进入质谱分析器。这种基于迁移率的分离方式，与色谱保留时间正交，意味着即使多个肽段具有相近的m/z和RT，也可能因迁移率差异被有效区分。这一机制极大减轻了谱图重叠，提高了数据的解析效率，也为后续的数据库匹配和定量分析提供了更多结构信息支撑。此外，迁移时间可进一步换算为碰撞截面积（CCS），这是一个稳定而结构相关的物理量，为蛋白质组学提供了更具结构特异性的识别手段，有助于提升肽段匹配的置信度。

三、PASEF采集模式是实现4D-DIA的关键

4D-DIA通常借助PASEF（Parallel Accumulation–Serial Fragmentation）技术实现高效数据采集。该模式通过并行富集离子并按迁移率有序释放的方式，实现快速、精准的MS/MS数据获取。其运行逻辑包括：

• 离子并行积累：不同迁移时间的离子被集中在迁移装置中，等待后续分析；
• 串行碎裂采集：每个释放出来的离子群体被依次碎裂并进入检测器，实现高频率的MS/MS扫描。

PASEF的效率优势在于其能在极短的时间内完成多个前体离子的碎裂与检测，既提高了采样深度，也维持了较短的周期时间。这种采集方式特别适合捕捉低丰度信号，在保证灵敏度的同时不牺牲通量。

四、4D-DIA技术如何提升灵敏度？

4D-DIA在灵敏度方面的表现，来源于其系统性的信号分离与特征增强机制。主要体现在以下几个方面：

1、多维分离降低信号混叠：引入迁移率后，可实现与色谱正交的额外分离，使得在同一时间窗口内出现的共碎裂现象显著减少，从而提升低丰度信号的检测清晰度。

2、信噪比改善增强检测灵敏度：高迁移率分辨率意味着背景噪声的有效削弱，信号质量更纯净。这种信噪比的提升，使得原本埋没在背景中的微弱肽段得以被准确识别和量化。

3、多特征识别提升定性置信度：4D-DIA利用迁移时间、CCS值、m/z、RT等多个特征参数共同约束数据库匹配过程，降低了假阳性率，使得即使是在低丰度水平下，也能实现高置信度的定性。

4、高频扫描提升覆盖深度：PASEF模式下，系统可在单位时间内完成更多前体离子的筛选与碎裂，从而在有限分析时间内获取更丰富的MS/MS数据，有利于捕捉转瞬即逝的低丰度信号。

4D-DIA通过引入迁移率维度，实现了对复杂蛋白质组样本更深层次、更高置信度的解析能力。在技术不断演进的今天，这种融合多维分离、多参数识别和高频扫描的质谱策略，正在为生命科学研究打开新的窗口。无论是在机制研究还是生物标志物筛选等应用中，4D-DIA都展现出良好的适应性与数据质量表现，为推动蛋白质组学研究从“检测”走向“洞察”提供了技术保障。如您正在寻找高质量、定制化的DIA定量蛋白质组学服务，百泰派克生物科技将是您值得信赖的科研伙伴。

百泰派克生物科技特色项目

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，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。

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

百泰派克生物科技七大检测平台

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!

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