4D-DIA技术

4D-DIA技术：基于捕获离子淌度的TimsTOF pro质谱仪，蛋白质组学技术正式进入扫描速度、检测灵敏度、鉴定深度、检测周期、定量准确性等性能全面提升的4D时代。

TIMS（trapped ion mobility spectrometer）是一种离子淌度分析仪，其中离子在气流的推动下向前运动，将离子按大小和形状分开，在离子运动的反方向施加电场，阻滞离子的运动，将离子捕获在特定的位置，然后逐渐降低电场，将离子由大到小逐个释放。在TIMS-四极杆-TOF结构的系统中，离子淌度分离可以与四极杆质量选择同步，这种方法被称为平行累积连续碎裂（parallel accumulation–serial fragmentation, PASEF）。将PASEF原理扩展到DIA，将结合DIA数据采集方法的优点和PASEF的固有效率强强联合。

实验原理

在timsTOF Pro仪器（Bruker Daltonik）中，通过液相色谱分离的肽被离子化，引入质谱仪中并立即被捕获在双TIMS设备中。淌度分离的离子到达正交加速器，快速的TOF脉冲产生高分辨率的质谱图（在整个质量范围内，分辨率>35,000）。

与其他DIA采集方案相比，此功能可用于隔离DIA的母离子（肽段）质量窗口，而不会丢失各个质量窗口外的离子。鉴于低迁移率（通常为高m/z）离子被捕获在TIMS出口附近，它们首先被释放，因此质量选择四极杆必须首先定位在高m/z位置。随着更高迁移率（通常是降低的m/z）离子从TIMS依次释放，四极杆质量隔离窗口应向下滑动以降低m/z值以完全传输离子云。为了逼近理想的diaPASEF扫描，可根据TIMS斜坡时间逐步调整了隔离窗口，涵盖了2+和3+电荷状态的绝大多数母离子。每个DIA窗口中的碎片离子都是在母离子的离子淌度位置处检测到的。

图 新一代4D-蛋白质组学示意图   

技术的特点

4D-DIA/LFQ的优势

● 低峰度蛋白检出率50%：DIA-数据非依赖性采集模式，保证了蛋白数据的完整性和重现性；

● 4D全方位护航：保留时间：M/Z、峰强度、CSS（离子淌度）；

● 提升灵敏度：4D-DIA在时间和空间聚集，极大提升了灵敏度，利于低丰度蛋白的检出；

● EVOSEP One&TimsTOF pro强强联合：更少的进样量，更短梯度、得到更深度的覆盖；

● PTM鉴定的强力支持：TimsTOF pro的淌度分离为PTM鉴定提供了更强有力的支持；

● 更快：快速的扫描速度，为真正的高通量保驾护航；

图 diaPASEF采集方法   

（a）使用DDA、DIA以及diaPASEF方法获得的双电荷DLGEEHFK肽前体的y6离子的提取碎片离子色谱图。

（b）在通过DDA，DIA和两种diaPASEF方案获得的200 ng HeLa酶切产物的单次运行分析中，从多电荷母离子中检测到的离子电流。

（c）b中的累积离子电流。

实验流程

图 diaPASEF采集方法

（a）timsTOF Pro质谱仪的离子路径示意图。

（b）HeLa细胞肽段离子淌度与m/z的相关性。

（c）在diaPASEF中，四极杆隔离窗口（灰色）根据离子淌度（箭头）动态定位。

（d）采用步进四极杆隔离方案实现diaPASEF肽段（母离子）选择。

（e）使用d中的肽段（母离子）选择方案进行的单个diaPASEF扫描的示例。

应用领域

仪器设备

—   Tims TOF pro 质谱仪 —