在生命科学研究与临床转化研究中，定量蛋白质组学已成为揭示分子机制、发现生物标志物、评估药物作用机制的重要工具。常规标记方法虽能提高定量准确性，但存在成本高、样本量受限等问题。4D无标记定量蛋白质组学（4D Label-Free Quantitative Proteomics）通过结合离子迁移率（TIMS）、数据独立采集（DIA）、质谱串联分析（MS/MS）和先进算法，突破了常规技术的灵敏度、深度与通量瓶颈，已广泛应用于肿瘤、神经退行性疾病、免疫调控、药效学评估等研究领域。

一、什么是4D蛋白质组学？理解“第四维度”的奥秘

4D蛋白质组学技术核心在于引入离子迁移率（Ion Mobility）作为“第四维度”，在三维质谱信息（质量数 m/z、保留时间 RT、强度 Intensity）基础上，提升了蛋白鉴定的分辨率和定量的精度。

技术核心：TIMS + PASEF

4D技术通常采用Bruker timsTOF Pro系统，结合：

• TIMS（Trapped Ion Mobility Spectrometry）：将离子按迁移率分离，提高同分异构体的解析能力；
• PASEF（Parallel Accumulation–Serial Fragmentation）：加速碎裂扫描效率，在不损失灵敏度的情况下，提升扫描速度。

这种组合极大增强了深度（>7000个蛋白）、重现性（CV<15%）、通量（>100样本/周）。

二、4D无标记定量蛋白质组学分析的完整流程

为了最大化实验数据的准确性与可重复性，一个标准的4D无标记定量蛋白质组学项目应涵盖以下关键步骤：

1、样本制备：从源头保障实验质量

（1）常见样本类型：

• 细胞系、组织、血清、血浆、脑脊液、尿液等

（2）标准化流程：

• 蛋白提取与定量：采用裂解液（RIPA、8M尿素等）高效提取蛋白，BCA法进行蛋白定量；
• 酶解反应：Trypsin/LysC酶切，确保肽段质量；
• 肽段净化：C18柱或StageTip进行纯化，减少干扰离子。

2、LC-MS/MS分析：核心数据获取环节

（1）色谱系统配置：

• 纳流液相系统（nanoLC）连接timsTOF Pro；
• 75 µm ID × 25 cm 色谱柱，C18填料，流速常设为300 nL/min；

（2）质谱参数优化：

• DIA模式采集，窗口数可调（常用32/64窗口）；
• PASEF扫描模式下可实现>100Hz碎裂速率；
• 自动化校准保证m/z与离子迁移率双重精度。

这种设置可确保在单次进样中获得高覆盖度与低丢失率的蛋白定量数据。

3、数据分析：从“谱图”到“生物学洞察”

数据分析是决定实验价值的核心环节，4D无标记数据通常基于如下软件进行：

（1）数据处理平台：

• Spectronaut：广泛支持DIA数据，整合m/z + RT + IM信息；
• DIA-NN：基于神经网络算法，提升肽段识别率；
• FragPipe + MSFragger：开源方案，适用于高级用户定制流程。

（2）分析流程概述：

• 谱图匹配 → 蛋白鉴定 → 定量标准化 → 差异分析 → 富集分析 → 可视化输出

三、4D蛋白质组技术的热门应用方向

1、肿瘤异质性研究

识别不同肿瘤亚型或分期的关键差异蛋白

2、药物作用机制解析

观察药物干预后信号通路激活或抑制情况

3、临床生物标志物挖掘

发现与疾病进展、预后相关的候选蛋白

4、多组学联合分析

与转录组、代谢组结合，提供更全面的分子视图

四、百泰派克生物科技的优势与服务亮点

作为国内领先的蛋白质组学服务提供商，百泰派克生物科技致力于打造高标准、高通量的蛋白质组解决方案。我们在4D无标记定量领域具备如下优势：

• Bruker timsTOF Pro 2高端平台，支持百万级光谱级别采集
• 标准化前处理流程，支持血液、组织、细胞等多种样本类型
• 多种数据分析方案可选，适配不同研究目的（机制研究/临床挖掘）
• 严格质控体系与项目管理，确保数据稳定可靠

无论是探索基础机制还是开发临床标志物，百泰派克生物科技始终以科研思维服务科研实践。

4D无标记定量蛋白质组学不仅是一项技术突破，更是推动生命科学研究走向高通量、精准化的里程碑工具。它的高深度、高重复性和高效率，正不断刷新我们对生物系统的认知。如果你正计划开展复杂样本的蛋白表达差异分析，或寻求更具临床转化价值的标志物挖掘方案，欢迎联系百泰派克生物科技，开启一段高分辨率的蛋白组探索之旅。

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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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