4D-DIA技術

4D-DIA技術：基于捕獲離子淌度的TimsTOF pro質譜儀，蛋白質組學技術正式進入掃描速度、檢測靈敏度、鑒定深度、檢測周期、定量準確性等性能全面提升的4D時代。

TIMS（trapped ion mobility spectrometer）是一種離子淌度分析儀，其中離子在氣流的推動下向前運動，將離子按大小和形狀分開，在離子運動的反方向施加電場，阻滯離子的運動，將離子捕獲在特定的位置，然后逐漸降低電場，將離子由大到小逐個釋放。在TIMS-四極桿-TOF結構的系統中，離子淌度分離可以與四極桿質量選擇同步，這種方法被稱為平行累積連續碎裂（parallel accumulation–serial fragmentation, PASEF）。將PASEF原理擴展到DIA，將結合DIA數據采集方法的優點和PASEF的固有效率強強聯合。

實驗原理

在timsTOF Pro儀器（Bruker Daltonik）中，通過液相色譜分離的肽被離子化，引入質譜儀中并立即被捕獲在雙TIMS設備中。淌度分離的離子到達正交加速器，快速的TOF脈沖產生高分辨率的質譜圖（在整個質量范圍內，分辨率>35,000）。

與其他DIA采集方案相比，此功能可用于隔離DIA的母離子（肽段）質量窗口，而不會丟失各個質量窗口外的離子。鑒于低遷移率（通常為高m/z）離子被捕獲在TIMS出口附近，它們首先被釋放，因此質量選擇四極桿必須首先定位在高m/z位置。隨著更高遷移率（通常是降低的m/z）離子從TIMS依次釋放，四極桿質量隔離窗口應向下滑動以降低m/z值以完全傳輸離子云。為了逼近理想的diaPASEF掃描，可根據TIMS斜坡時間逐步調整了隔離窗口，涵蓋了2+和3+電荷狀態的絕大多數母離子。每個DIA窗口中的碎片離子都是在母離子的離子淌度位置處檢測到的。

圖 新一代4D-蛋白質組學示意圖   

技術的特點

4D-DIA/LFQ的優勢

● 低峰度蛋白檢出率50%：DIA-數據非依賴性采集模式，保證了蛋白數據的完整性和重現性；

● 4D全方位護航：保留時間：M/Z、峰強度、CSS（離子淌度）；

● 提升靈敏度：4D-DIA在時間和空間聚集，極大提升了靈敏度，利于低豐度蛋白的檢出；

● EVOSEP One&TimsTOF pro強強聯合：更少的進樣量，更短梯度、得到更深度的覆蓋；

● PTM鑒定的強力支持：TimsTOF pro的淌度分離為PTM鑒定提供了更強有力的支持；

● 更快：快速的掃描速度，為真正的高通量保駕護航；

圖 diaPASEF采集方法   

（a）使用DDA、DIA以及diaPASEF方法獲得的雙電荷DLGEEHFK肽前體的y6離子的提取碎片離子色譜圖。

（b）在通過DDA，DIA和兩種diaPASEF方案獲得的200 ng HeLa酶切產物的單次運行分析中，從多電荷母離子中檢測到的離子電流。

（c）b中的累積離子電流。

實驗流程

圖 diaPASEF采集方法

（a）timsTOF Pro質譜儀的離子路徑示意圖。

（b）HeLa細胞肽段離子淌度與m/z的相關性。

（c）在diaPASEF中，四極桿隔離窗口（灰色）根據離子淌度（箭頭）動態定位。

（d）采用步進四極桿隔離方案實現diaPASEF肽段（母離子）選擇。

（e）使用d中的肽段（母離子）選擇方案進行的單個diaPASEF掃描的示例。

應用領域

儀器設備

—   Tims TOF pro 質譜儀 —