隨著技術(shù)飛速發(fā)展，蛋白質(zhì)組越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)等機(jī)制研究、重大疾病的臨床診斷中，具有巨大前景。然而，蛋白質(zhì)組學(xué)分析卻仍面臨諸多挑戰(zhàn)：1）樣本用量大：樣本珍貴量少，不夠用？?2）鑒定深度不夠：難以挖掘更多生信分析的關(guān)鍵信息？3）檢測(cè)通量不夠：周期過(guò)長(zhǎng)，耽誤項(xiàng)目進(jìn)度？4）修飾位點(diǎn)準(zhǔn)確定位不高：功能驗(yàn)證不放心？

【中科新生命】現(xiàn)推出4D系列新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)微量、深度、通量等全面性能突破！包括4D-蛋白組、4D-修飾組、4D-DIA不同產(chǎn)品，滿足了疾病機(jī)制挖掘、臨床大隊(duì)列樣本分析等多種研究需求。

什么是4D？

4D組學(xué)是基于新一代timsTOF pro質(zhì)譜平臺(tái)，基于捕集離子淌度（TIMS）分離與同步累積連續(xù)碎裂（PASEF）掃描方式，進(jìn)行差異蛋白質(zhì)定性定量分析。該技術(shù)核心是在3D分離（保留時(shí)間、質(zhì)荷比、離子強(qiáng)度）基礎(chǔ)上，增加第四個(gè)維度——離子淌度（mobility）分離，降低樣本復(fù)雜度，提升檢測(cè)靈敏度，實(shí)現(xiàn)多方面檢測(cè)性能的全面提升。

4D-label free蛋白質(zhì)組、修飾組學(xué)——助力基礎(chǔ)研究實(shí)現(xiàn)更少樣本用量、更高覆蓋深度

特色一：更微量——適合稀有、微量樣本、修飾組學(xué)分析? ??

“樣本量還能更少嗎？”是很多組學(xué)實(shí)驗(yàn)的訴求。蛋白組分析中，石蠟及穿刺組織等珍貴樣本、外泌體等微量樣本往往難以獲得；而修飾組中，修飾蛋白含量低且動(dòng)態(tài)范圍廣，需經(jīng)修飾富集操作才能保證鑒定水平，卻大大提高樣本量，是蛋白組10倍甚至更多。

4D-label free實(shí)現(xiàn)了微量樣本分析突破，利用雙TIMS（捕集離子淌度）技術(shù), 使得肽段離子在第一個(gè)TIMS中累積，平行在第二個(gè)TIMS分離釋放用于碎裂分析，大大提升離子利用率近100%，提到檢測(cè)靈敏度、降低樣本用量。對(duì)于上機(jī)分析，僅ng級(jí)肽段量即能實(shí)現(xiàn)分析：蛋白組初始送樣量可低至原1/5，修飾組可低至原1/3，為稀有、微量樣本蛋白組、修飾組學(xué)分析帶來(lái)了巨大便利。

特色二：高深度——鑒定深度平均提升超20-100%

“信號(hào)通路覆蓋更完整”是機(jī)制研究、藥物作用機(jī)理深入挖掘的前提，越詳盡、越全面的蛋白及修飾蛋白能被檢測(cè)到，越能夠完整描述關(guān)鍵上下游信號(hào)分析在通路中的關(guān)聯(lián)，因此更高的鑒定數(shù)量一直是被看重的需求。

4D-label free在鑒定深度有極大優(yōu)越性。其增加的離子淌度分離維度,降低樣本復(fù)雜度，提升檢測(cè)靈敏度，帶來(lái)鑒定數(shù)量提升。經(jīng)測(cè)試顯示，相對(duì)于普通label free，4D在蛋白組中鑒定數(shù)量平均提升20%，293T細(xì)胞檢測(cè)中單針能獲得超6000蛋白鑒定數(shù)量。在修飾組中，不同類型修飾位點(diǎn)鑒定深度平均提升更多，超30%-100%，為實(shí)現(xiàn)更高信號(hào)通路覆蓋的基礎(chǔ)研究帶來(lái)了解決方案。

特色三：更精準(zhǔn)——提高相近修飾位點(diǎn)的定位精確性

修飾組中，修飾位點(diǎn)準(zhǔn)確定位是確保后續(xù)驗(yàn)證有效性的前提。相近修飾位點(diǎn)的肽段會(huì)產(chǎn)生同分異構(gòu)多肽（即多肽氨基酸序列相同，但發(fā)生修飾的氨基酸位置不同），在色譜上出現(xiàn)共洗脫，而傳統(tǒng)平臺(tái)上無(wú)法有效分離，故增加了修飾位點(diǎn)的錯(cuò)誤定位概率，降低可靠性。

4D-label free修飾組，利用了離子淌度分離，能根據(jù)分子的形狀、截面積屬性、修飾同分異構(gòu)多肽有效區(qū)分。如下圖A，兩條同分異構(gòu)的乙?；揎楇亩卧陔x子淌度上得到良好分離，并分別獲得干凈二級(jí)譜圖（圖B），其中上方圖對(duì)應(yīng)乙?；亩螢镕KDIFQEITDK(42.02)K；下方圖對(duì)應(yīng)乙?；亩螢镕K(42.02)DIFQEITDKK，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)乙酰化位點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，提高位點(diǎn)定位可靠度，為后續(xù)位點(diǎn)驗(yàn)證及功能實(shí)驗(yàn)提供更可靠基礎(chǔ)。

4D-DIA蛋白質(zhì)組學(xué)——助力臨床大樣本研究步入高通量、高質(zhì)量快車(chē)道時(shí)代

特色一：快速交付——檢測(cè)周期壓縮超50%

“多久拿到結(jié)果？”是諸多大樣本檢測(cè)研究者最關(guān)心的，以往分析中，常規(guī)質(zhì)譜檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)2h, 儀器不休不眠一天也僅能分析12例樣本，加上儀器維護(hù)，如若上百樣本檢測(cè)完畢，最快也要近一月。

4D-DIA蛋白質(zhì)組學(xué)，采用Evosep One高通量色譜結(jié)合dia-PASEF方案，帶來(lái)雙性能提速。Evosep One色譜大幅簡(jiǎn)化蛋白組學(xué)前處理，同時(shí)具備創(chuàng)新型高低壓管路設(shè)計(jì)，降低交叉殘留污染。其最短梯度可至4.8分鐘，達(dá)到色譜極限速度。進(jìn)一步配合dia-PASEF掃描模式，最高掃描速度達(dá)100HZ，每天可分析達(dá)幾十個(gè)樣本，一周即可完成超500例樣本下機(jī)，大大壓縮檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)，大幅度提升檢測(cè)速度，使得檢測(cè)周期壓縮超50%，為項(xiàng)目交付提速。

特色二：穩(wěn)定保證——保證大樣本數(shù)據(jù)質(zhì)量的行業(yè)領(lǐng)先水準(zhǔn)

“檢測(cè)提速是否影響數(shù)據(jù)質(zhì)量？”恐怕是另一個(gè)擔(dān)憂。由于質(zhì)譜本身的高精密度，需高頻維護(hù)，加之樣本制備流程復(fù)雜，故大樣本分析更容易出現(xiàn)重復(fù)性、穩(wěn)定性不佳的問(wèn)題，極大影響了統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性及臨床轉(zhuǎn)化的可能性。

4D-DIA蛋白質(zhì)組學(xué)，來(lái)自國(guó)際蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)軍人物Matthias Mann博士開(kāi)發(fā)方法，他早將這個(gè)情況考慮其中，并進(jìn)行了嚴(yán)格測(cè)試。對(duì)Hela細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行2000次壓力測(cè)試，分析高通量下的穩(wěn)定性水平，發(fā)現(xiàn)TIC圖保持了極大穩(wěn)定性和相似性。此外，在標(biāo)準(zhǔn)品測(cè)試中，通過(guò)一天200次重復(fù)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)UPS標(biāo)準(zhǔn)品具有超高重復(fù)性的檢出率，表明該產(chǎn)品在提升項(xiàng)目交付速度同時(shí)，仍能確保大樣本數(shù)據(jù)穩(wěn)定與可靠，同時(shí)結(jié)合中科新生命在DIA分析方面的多維質(zhì)控，保證大樣本數(shù)據(jù)質(zhì)量在行業(yè)領(lǐng)先水準(zhǔn)。

特色三：數(shù)據(jù)深度挖掘——結(jié)合臨床表征，提供多元大隊(duì)列定制化方案

“如何深度分析數(shù)據(jù)信息？”也是臨床大隊(duì)列分析后續(xù)考慮的問(wèn)題。一方面，如何將大樣本臨床表征數(shù)據(jù)與組學(xué)結(jié)果的有效結(jié)合，另一方面根據(jù)研究目的，如何找到有效標(biāo)志物panel、挖掘到關(guān)鍵機(jī)制，是最終形成完整研究成果的必經(jīng)之路。

根據(jù)老師不同研究目的，我們已開(kāi)發(fā)多種分析方案，將臨床表征與組學(xué)研究有效結(jié)合，進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)分析挖掘。對(duì)于標(biāo)志物篩選，可通過(guò)集成機(jī)器學(xué)習(xí)、LASSO多組標(biāo)志物篩選，最終找到有效可靠標(biāo)志物panel，實(shí)現(xiàn)一站式分析篩選。對(duì)于分子分型，可通過(guò)無(wú)監(jiān)督聚類分析結(jié)合不同時(shí)期臨床表型合理分型，并對(duì)不同亞型生存率進(jìn)行分析。對(duì)于疾病機(jī)制挖掘，可通過(guò)WGCNA深入挖掘關(guān)鍵功能模塊，結(jié)合差異表達(dá)分析，有效篩選在藥物靶點(diǎn)。