蛋白组学作为解析生命过程和疾病机制的重要技术手段，近年来取得了显著进展。尤其是在探索低丰度蛋白、生物标志物发现、信号通路解析等方面，研究者对蛋白质鉴定深度提出了更高要求。所谓鉴定深度，不仅关乎能识别多少蛋白质，更体现了对复杂样本中低丰度、短肽段、翻译后修饰蛋白等关键信息的捕获能力。尽管近年来 DIA（Data-Independent Acquisition）和标签定量等方法在提升通量和稳定性方面取得进展，但在保证深度的同时兼顾速度和重现性仍是一大挑战。在这样的技术背景下，TIMS（Trapped Ion Mobility Spectrometry）的引入成为突破口。TIMS 利用离子迁移率这一第四维度对肽段进行分离，配合 PASEF（Parallel Accumulation–Serial Fragmentation）等策略，构建出全新的4D 蛋白组分析平台。这项革新不仅提升了质谱扫描效率，更显著增强了复杂样本中的蛋白鉴定能力，成为推动蛋白质组学向更深更广发展的关键力量。

一、什么是 TIMS？为何它如此关键？

TIMS（Trapped Ion Mobility Spectrometry）是一种新型离子分离技术。它通过电场将离子困在分析通道中，根据其在电场梯度中迁移的速度进行分离。与液相色谱或质谱分离相比，TIMS 引入了基于分子形状、电荷和碰撞截面积（CCS）的第四维度分离机制。

TIMS 的核心优势包括：

• 新增维度，提高分离能力：在保留时间（RT）、质荷比（m/z）和信号强度之外，TIMS 提供了离子迁移率（ion mobility）作为第四个维度，大幅提升峰容量。
• 减少共洗脱干扰：肽段在时间上被进一步拉开，显著降低背景噪音和信号重叠，提升定性准确性。
• 无损高效的采集方式：与 PASEF 联用时，可实现每秒超过100次的MS/MS采集速率，特别适合高通量、高复杂度样本的分析。

二、4D 蛋白组学：TIMS 与 PASEF 的协同效应

TIMS 技术的真正飞跃，来源于它与 PASEF 的深度整合。在 Bruker timsTOF 系列质谱平台中，PASEF 技术允许在离子积累阶段并行储存离子，并在短时间内连续碎裂多个目标离子，从而在不牺牲灵敏度的前提下大幅提升扫描效率。

这套 4D 蛋白组分析系统具备以下特点：

1、极高的 MS/MS 通量：采集速率可达>100 Hz，远高于三维 DDA 模式；

2、动态范围提升：更容易捕捉低丰度蛋白质信号；

3、结构信息丰富：同时记录的 CCS 数据可作为数据库搜索中的额外筛选参数，进一步增强肽段鉴定的置信度；

4、更高的实验重现性：对大样本、多分组实验尤为关键。

这一创新系统不仅适用于基础科研，还逐渐向临床蛋白质组学、药物开发等应用领域渗透。

三、实验数据验证：TIMS 如何实质提升鉴定深度？

多项研究与应用数据表明，基于 TIMS 的 4D 蛋白组分析平台，在保持甚至缩短分析时间的同时，显著提升了蛋白质的鉴定数量。以一个标准的HeLa细胞裂解液为例，在使用DDA模式（如Orbitrap平台）进行120分钟梯度分析时，通常可获得约5,000种蛋白、5万条肽段的鉴定结果。而在使用4D TIMS-PASEF系统，并将分析时间优化至90分钟的情况下，蛋白鉴定数量可跃升至8,000种以上，对应肽段数量也超过10万条。这意味着，在时间成本更低的前提下，研究者可获得更高覆盖率、更高分辨率的蛋白组数据。同时，TIMS 带来的 CCS 信息还能用于提高数据库匹配的特异性，有效减少假阳性，提高分析置信度。

四、应用场景拓展：从基础研究到精准医疗

4D 蛋白组分析技术因其在深度、速度和结构解析上的多重优势，已在以下多个生命科学领域展现出强大潜力：

1、疾病标志物筛选

通过高鉴定深度覆盖低丰度蛋白，为发现与疾病状态相关的新型生物标志物提供数据支持。

2、信号通路重构与系统生物学

捕捉更多调控蛋白和修饰肽段，有助于构建更精准的信号网络与生物学通路图谱。

3、药物机制研究

用于识别靶向蛋白变化，观察药物处理前后蛋白表达谱的动态变化，为靶点验证和作用机制研究提供依据。

TIMS 技术的出现，标志着蛋白质组学从三维走向真正意义上的四维时代。通过离子迁移率的引入与PASEF 技术的协同应用，研究者可以在更短时间内获取更高通量、更高分辨率、更低背景干扰的蛋白组数据。它不仅提升了蛋白质鉴定的深度和广度，更开启了从结构信息到功能解析的全新路径。在未来，随着软件算法和数据库搜索工具的进一步优化，4D 蛋白组学势必将在癌症研究、药物开发、代谢调控等方向发挥更广泛作用。对于追求高质量科研数据的团队而言，拥抱 TIMS，不只是一次技术升级，更是开启精准蛋白组研究新时代的关键一步。如果您对基于 TIMS 的4D 蛋白组分析感兴趣，欢迎联系百泰派克生物科技，获取定制化的技术方案与报价。

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；

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