蛋白質是生物體內最重要的功能性分子之一，它們在細胞信號傳導、代謝調節和疾病發展等方面起著關鍵作用。了解蛋白質的表達水平和時序變化對于揭示生物系統的功能和疾病機制至關重要。在蛋白質組學研究中，標記定量技術長期以來占據主導地位，但其局限性和復雜性限制了其在時序蛋白質表達研究中的應用。然而，隨著4D label-free技術的發展，我們現在能夠更準確、高通量地分析蛋白質的時序變化。本文將介紹4D label-free技術的原理和優勢，并探討其在蛋白質組學研究中的重要性和應用前景。

1.4D label-free技術的原理

4D label-free技術是一種結合質譜技術和時間分辨的策略，用于分析生物系統中蛋白質的時序表達。它基于質譜技術測量蛋白質的豐度，并結合時間點的信息，實現對蛋白質時序變化的定量分析。

1.1 時間分辨采集

4D label-free技術在蛋白質組學研究中采用時間分辨的策略。通過在不同時間點采集樣品，并利用質譜儀器對樣品進行分析，可以獲取不同時間點的蛋白質豐度信息。

1.2 數據分析與整合

通過對時間點的蛋白質質譜數據進行分析和整合，可以揭示蛋白質在時間上的表達變化趨勢。常見的分析方法包括聚類分析、差異表達分析和動態網絡分析等。

2.4D label-free技術的優勢

4D label-free技術相對于傳統的標記定量技術具有一些顯著的優勢。

2.1 無需標記物

4D label-free技術無需引入外部標記物，避免了標記物引入可能導致的偏差和干擾。

2.2 高通量分析

4D label-free技術可以在單次質譜分析中同時測量多個時間點的蛋白質樣品，實現高通量的時序蛋白質表達分析，適用于復雜樣品和大規模蛋白質組學研究。

3.4D label-free技術在蛋白質組學研究中的應用

4D label-free技術在蛋白質組學研究中具有重要的應用價值。

3.1 生物發育和生命周期研究

通過4D label-free技術，我們可以追蹤生物體在不同發育階段或生命周期中蛋白質的時序表達變化。這有助于了解生物體的生長和發育過程中蛋白質的功能和調控機制。

3.2 疾病發展和藥物研發

時序蛋白質表達的異常與許多疾病的發展和進展密切相關。通過4D label-free技術，我們可以研究疾病模型中蛋白質的時序變化，發現新的生物標志物和治療靶點，為疾病診斷和藥物研發提供新的視角和策略。

4D label-free技術在蛋白質組學研究中為我們探索生物系統中的時序蛋白質表達提供了重要工具。其基于質譜技術和時間分辨的策略，無需引入標記物，適用于高通量分析。隨著技術的不斷進步，4D label-free技術將在蛋白質組學研究、生物發育和疾病研究中發揮越來越重要的作用。

圖1