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4D蛋白质组学在传统3D保留时间（retention time）、质荷比（m/z）、离子强度（intensity）这三个维度分离基础之上增加了第四维离子淌度（mobility）的分离，重新定义了蛋白质组学的分析标准。4D Label free建立在TimsTOF Pro上，基于双Tims和PASEF的数据采集模式，具有更高的采集速度、灵敏度和特异性，使临床蛋白质组学在鉴定准度、鉴定深度、定量准确性、检测周期等性能上全面提升。
公开的测试数据(见参考文献1)，表明4D在鉴定准度、鉴定深度、定量准确性、检测周期上均有较大提升，样本量要求上较大程度降低，具体性能参数如下：
1. 鉴定更精准
4维分离，蛋白鉴定的精确度更高。尤其是生物样本的蛋白质组成复杂，存在大量的共洗脱现象，在很小的保留时间内却存在大量共洗脱肽，质量差异（m/z）小。而离子淌度中对质量差异小的肽段进行区分（离子迁移率不同），实现更精准的鉴定。
2. 鉴定数更多
相同测试条件下，4D Label free比传统Label free技术检测能力提高50%以上。例如90min，4D label free蛋白组鉴定到hela蛋白5200个，鉴定数提高62.5%；11.5min，4D label free蛋白组鉴定到血液蛋白超过500多个，蛋白鉴定数提高50%。
3. 定量更稳定
连续进样96针，R2>0.95，CV<5%，定量范围超过3个数量级。
4. 项目周期更短
PASEF独特的采集模式，实现超高扫描速度，实验周期大幅缩减。
5. 样本量要求更低
4D蛋白组的上样量降低到传统方法降低1/10，只需200ng。原始样本量降低到传统方法的1/4。只需少量样本，就能达到深度覆盖。
4D项目流程包括样本准备、实验室样本制备、上机检测、数据预处理、生信挖掘等5大环节。
1. 基于高精度质谱仪TimsTOF Pro，吉凯搭建了4D Label Free技术平台，相比传统的label free技术，4D Label Free技术可以实现样品鉴定准度高、鉴定深度深、定量准确性高、定量稳定性高等特点。
2. 送样量：送样量要求最低的技术，低至TMT的1/4，DIA的1/2。
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样本类型 |
送样量 |
组内生物学重复 |
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4D label free |
DIA |
TMT |
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细胞 |
1.25E6个 |
2.5E6个 |
5E6个 |
3例/组以上 |
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组织 |
7.5 mg |
15 mg |
30 mg |
动物6~8例/组以上 临床20~30例以上 |
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血清/血浆 |
25 ul |
50 ul |
100 ul |
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3. 极速交付周期：10个工作日
[1] Thomas Kosinski, et al., Short nanoLC gradients optimize throughput on a timss equipped QTOF with PASEF, ASMS 2019, TP 514.
[2] Meier F, Brunner AD, Koch S, et al. Online Parallel Accumulation-Serial Fragmentation (PASEF) with a Novel Trapped Ion Mobility Mass Spectrometer. Mol Cell Proteomics. 2018;17(12):2534-2545.
[3] Tian W, Zhang N, Jin R, et al. Immune suppression in the early stage of COVID-19 disease. Nat Commun. 2020;11(1):5859.
[4] Azkargorta M, Bregón-Villahoz M, Escobes I, et al. In-depth proteomics and natural peptidomics analyses reveal antibacterial peptides in human endometrial fluid. J Proteomics. 2020;216:103652.
