布魯克 timsTOF 系列（全稱 Bruker timsTOF Pro/HT/SCP 系列捕集離子淌度飛行時間質譜儀）是布魯克·道爾頓（Bruker Daltonics）推出的第四代四維組學（4D-Omics）旗艦平臺。該儀器最核心的革命性突破在于將捕集離子淌度譜（TIMS）與平行累積連續碎裂（PASEF）技術深度融合，在傳統三維信息（保留時間、質荷比、強度）基礎上增加了離子淌度（CCS值）這一第四維度，從而在蛋白質組學、代謝組學和臨床轉化研究中實現了數量級的速度與靈敏度提升。

技術原理：第四維度的分離能力

timsTOF 的物理核心是雙TIMS分析器。其工作原理是在離子進入質量分析器之前，利用射頻電場和氣流在淌度隧道中“捕獲”離子，并根據其碰撞截面積（CCS）進行分離。這種設計帶來了兩大根本優勢：一是近100%的離子傳輸效率（雙TIMS實現并行累積-串行釋放），極大降低了離子損失；二是提供了CCS值這一與分子結構直接相關的物理參數，可用于區分傳統質譜難以分辨的同分異構體和共流出物。配合后端的PASEF技術，儀器能在離子淌度分離的同時，以超高速（>100 Hz）鎖定并碎裂多電荷肽段，實現了在極短色譜峰寬內對低豐度物質的深度覆蓋。

性能優勢：速度與靈敏度的極限突破

相比傳統Q-TOF或Orbitrap平臺，timsTOF 在以下性能指標上設立了新的行業標桿：

• 超高速掃描：在 PASEF 模式下，MS/MS 采集速度可達 120–200 Hz，這意味著它能在單次液相色譜運行中捕獲數千個肽段，特別適合大隊列臨床樣本的高通量篩查。

• 飛克級靈敏度：得益于 TIMS 的離子聚焦效應，其對復雜基質中的低豐度分子具有極高的響應。例如，在標準測試中，1 pg/μL 的利血平溶液信噪比可超過 650:1，使其能夠應對單細胞、穿刺組織等微量樣本的挑戰。

• 高分辨率與精度：TOF 質量分析器在 V 模式下分辨率可達 ≥60,000 FWHM（@ m/z 1222），質量精度內標法 ≤0.8 ppm，外標法 ≤2 ppm，確保了定性的準確性。同時，離子淌度分辨率 >100，保證了 CCS 值的測定精度。

應用場景：從基礎科研到臨床前哨

timsTOF 系列（包括 Pro、HT 高通量版、SCP 單細胞版）已成為4D-蛋白質組學的事實標準。在深度覆蓋實驗中，單針 90 分鐘梯度可鑒定超過 8,000 個蛋白質組，遠超傳統平臺。在代謝組學與脂質組學中，CCS 值提供了額外的正交驗證，有效區分了脂質異構體。此外，其 timsTOF fleX? 型號結合了 MALDI 源，開啟了空間多組學的新領域，能夠直接對組織切片進行分子成像，解析腫瘤微環境的異質性。在生物制藥領域，其高動態范圍和大分子質量范圍（最高至 20,000 m/z）使其適用于抗體、ADC 藥物的表征。

總體而言，布魯克 timsTOF 不僅是一臺質譜儀，更是“4D-組學”時代的核心引擎。它通過引入離子淌度這一物理維度，解決了復雜生物樣本中“看見”更多低豐度真實信號的難題，為精準醫學和生物標志物發現提供了前所未有的數據深度與通量。