DIA 技術在蛋白質定量中的優(yōu)勢與局限

DIA 技術在蛋白質定量中的優(yōu)勢與局限檢測技術服務詳情介紹

dànbáizhì組學的研究深度與廣度不斷拓展，在多樣本、多條件和復雜表型的研究中，數據的穩(wěn)定性、覆蓋度和重現性成為dànbáizhì定量分析的核心關注點。數據依賴采集（Data-Dependent Acquisition, DDA）技術雖然已被廣泛應用于dànbáizhì組學研究，但隨著研究復雜性的提升，DDA逐漸暴露出檢測偏倚、低豐度蛋白易丟失、重復性差等局限。數據非依賴采集（Data-Independent Acquisition, DIA）技術的興起，為高通量、穩(wěn)定性強的dànbáizhì定量分析提供了新的解決方案。本文將系統(tǒng)解析DIA技術在dànbáizhì定量中的優(yōu)勢、瓶頸與適用性。

一、DIA技術定量蛋白的核心機制

DIA質譜的基本原理是將整個母離子掃描范圍劃分為若干個連續(xù)的窗口，在每個窗口中并行碎裂所有母離子離子，以實現全面、無偏的離子采集。

DIA對比DDA采集：

表1. DIA對比DDA采集

二、DIA在dànbáizhì定量分析中的關鍵優(yōu)勢

1、提高蛋白檢測覆蓋度

DDA采集僅碎裂信號zuì強的前N個母離子（Top-N），在樣本復雜或低豐度蛋白較多的情況下，極易出現“信號丟失”。而DIA通過系統(tǒng)地分段采集所有母離子，能顯著提高：

（1）蛋白組檢測的全面性

（2）對低豐度、調控性蛋白的識別能力

（3）重復樣本之間檢測結果的一致性

例如，在組織樣本、血漿樣本或FFPE樣本等復雜背景下，DIA?？蓹z測到6000~8000個蛋白，明顯優(yōu)于同等條件下的DDA策略。

2、提升定量結果的重現性和穩(wěn)定性

DIA采用固定的采集窗口和順序，避免了DDA中因樣本間肽段離子強度波動所引發(fā)的“隨機丟失”。這種采集一致性使得DIA具備如下優(yōu)勢：

（1）在生物重復樣本中獲得更小的變異系數（CV值<15%）

（2）更適合進行多組學整合分析與臨床隊列研究

（3）數據結果適用于高通量自動化分析與AI輔助建模

在百泰派克生物科技的多個大型DIA項目中，我們觀察到在20個以上樣本的定量實驗中，90%以上的蛋白在所有樣本中均被一致識別并定量，滿足科研統(tǒng)計學需求。

3、可進行譜圖庫驅動或庫自由定量分析

DIA的數據分析支持兩種策略：

（1）譜圖庫驅動型分析（Library-based）：通過先驗構建的DDA譜圖庫進行數據匹配，可獲得更高的定量精度；

（2）庫自由分析（Library-free or DirectDIA）：適用于沒有先驗數據的物種或樣本類型，依賴優(yōu)良的算法對DIA數據直接搜索。

這兩種方式的靈活組合，使得DIA在未知樣本分析、非模式物種研究或實驗重復受限的情況下，依然具有廣泛適用性。

4、數據具有可重分析性與長期價值

DIA采集過程中記錄的是完整的MS/MS碎片數據，這意味著研究者可以在未來任意時間點重新對數據進行解讀，如：

（1）更新譜圖庫重新搜索未識別肽段

（2）增加新蛋白的定量分析目標

（3）與后續(xù)的轉錄組、代謝組數據進行整合分析

相比之下，DDA因其數據采集具有“實時選擇性”，無法在實驗結束后彌補丟失數據，因此DIA的數據資產價值更高，適合長期課題與平臺級研究項目。

三、DIAdànbáizhì定量中的局限性分析

盡管DIA在dànbáizhì定量方面具有諸多優(yōu)勢，但仍存在一些技術瓶頸與挑戰(zhàn)，科研人員在實驗設計與數據解讀時需予以注意。

1、譜圖復雜度高，干擾碎片影響肽段識別

由于DIA對每一窗口內所有母離子進行同時碎裂，導致其MS2譜圖中包含了來自多個肽段的混合碎片，分析時存在：

• 碎片峰重疊與干擾，增加了譜圖解卷積的難度；

• 對識別算法和譜圖庫質量要求更高，不如DDA“點對點”式匹配直觀。

應對策略包括：

• 采用優(yōu)化的分窗策略（如動態(tài)窗口、不等寬窗口）減少碎片共存；

• 構建高質量、高覆蓋度的項目專屬譜圖庫；

• 選用zuì新算法如DIA-NN、Spectronaut、FragPipe等提升解析精度。

2、數據處理流程復雜，分析門檻較高

DIA的結果依賴多步驟處理，包括：

• 原始數據預處理（峰識別、校準）

• 肽段匹配與定量（光譜解卷積）

• 蛋白層面的匯總與歸一化

• 差異分析、統(tǒng)計檢驗、生物學解釋

整個流程比DDA更復雜，對研究者的計算能力與數據解讀經驗提出更高要求。為解決這一問題，百泰派克提供一站式生信分析交付方案，包括：

* 差異蛋白統(tǒng)計檢驗（t檢驗、ANOVA等）

• GO/KEGG功能注釋與富集

• 蛋白互作網絡與聚類分析

• 可用于SCI文章投稿的標準圖表

3、對特定研究類型仍有限制

DIA適用于絕大多數蛋白組定量項目，但在以下幾類研究中仍需謹慎評估：

• 翻譯后修飾組學（如磷酸化、乙酰化）：修飾肽段本身豐度低、共碎裂更嚴重，分析復雜度高；

• 極低豐度蛋白分析：即使全采集策略下，部分蛋白的信號仍難以穩(wěn)定檢測；

• 新肽段/突變肽鑒定：對譜圖庫覆蓋率和搜索算法要求jígāo，建議配合DDA補充分析。

百泰派克生物科技的DIA定量服務

作為專注于高分辨率質譜與dànbáizhì組學服務的zhuānyè機構，百泰派克生物科技構建了成熟的DIA質譜分析體系，具備如下特色：

1、多平臺支持：包括Thermo Orbitrap Exploris、Bruker timsTOF、SCIEX TripleTOF等

2、全流程標準化：覆蓋樣本處理、蛋白酶切、DIA采集、譜圖庫構建、數據分析

3、項目定制能力：根據研究目的靈活選擇Label-free、TMT-DIA等策略

4、生信交付標準化：所有結果配套SCI投稿級別圖表和分析報告

我們已成功服務多個高校、醫(yī)院、研究所與生物醫(yī)藥企業(yè)，積累豐富的DIA項目落地經驗，涵蓋腫瘤、免疫、神經、代謝等多個研究方向。隨著算法不斷優(yōu)化與儀器性能持續(xù)提升，DIA正在從“可選方案”走向“主流工具”，尤其適合面向生物網絡全貌、樣本批量處理與數據長期沉淀的科研任務。然而，科學地理解DIA的技術邊界、合理設計實驗流程、結合zhuānyè的數據分析支持，仍是確保結果可靠與高質量發(fā)表的關鍵。如您正考慮開展DIA相關項目，歡迎咨詢百泰派克生物科技，我們將為您提供zhuānyè的技術建議與實驗設計支持，助力科研突破與成果轉化。

百泰派克生物科技特色項目

一、蛋白測序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統(tǒng)對dànbáizhì序列進行分析，提供基于質譜的蛋白測序分析服務，包括對dànbáizhì的氨基酸組成分析，Nduāncèxù，Cduāncèxù和全序列分析，以及基于埃德曼降解的dànbáizhìN端序列分析服務。對于未知理論序列的dànbáizhì，提供基于從頭測序法的dànbáizhì從頭測序服務，對蛋白序列進行分析。

※服務優(yōu)勢：

1.采用目前世界上優(yōu)良的質譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實現對所測定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測定蛋白N端多達 70個氨基酸序列;

4.可測定多種形式的樣品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白條帶;

5.樣品用量低: 蛋白樣品僅需 5-10ug，即可完成檢測;

6.測序不受N端封閉，PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

二、dànbáizhì組學

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質譜平臺結合Nano-LC，提供定量dànbáizhì組學、靶向dànbáizhì組學、多肽組學、翻譯后修飾蛋白組學等多種dànbáizhì組學分析服務。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4Ddànbáizhì組學服務，助力微量樣本蛋白組學、大樣本群醫(yī)學及高通量修飾組學等研究工作。

※服務優(yōu)勢：

1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規(guī)模實驗分析，發(fā)現新的生物標記物;

2.體內體外多種dànbáizhì標記方法，適用于分析組織、細胞、血液等多種樣品;

3.質譜分析靈敏度高，實驗結果重復度高;

4.可檢測較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學分析，分析更系統(tǒng)準確。

三、單細胞質譜流式技術分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質譜流式系統(tǒng)進行單細胞質譜流式技術分析，采用金屬元素標記物（通常是金屬元素標記的特異抗體）標記細胞表面和內部的分子，然后用流式細胞原理分離單個細胞，再用電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）分析單個細胞的原子質量譜，zuì后將原子質量譜數據轉換為細胞表面和內部的信號分子表達量。

※服務優(yōu)勢：

1.技術優(yōu)良，*技術空白

采用金屬標記抗體技術，避免了傳統(tǒng)流式熒光通道少且易相互影響的問題?？稍趩渭毎麑用嫔蠈Χ喾N指標同時進行表征，百泰派克生物科技可做到同時檢測51個目標蛋白。

2.分析數量大，成本較低

單細胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細胞匯總的分析數目一般在2x10^4個左右，而流式質譜技術一次（單樣本）就可分析至少10^5的細胞，實現了數量級的提高，且成本不高于單細胞RNAseq。

3.應用前景大

①流式質譜結果可以給出細胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標簽技術與其他技術結合會有新應用方向。除常規(guī)蛋白外，質譜流式細胞技術還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測細胞存活率、細胞大小、mRNA轉錄子表達量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發(fā)現

百泰派克生物科技的基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發(fā)現一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實現10,000個以上I型多肽和10,000個以上II型多肽的鑒定和識別。通過我們優(yōu)化的高通量免疫多肽組學分析平臺進行免疫肽組學分析，可從zuì小的樣品材料中進行可重復的識別和定量。該服務可以應用于大規(guī)模的研究，旨在助力科研工作者尋找癌癥、免疫疾病及傳染病的解決方案，深入挖掘未知的靶標。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質譜技術，MALDI TOF，高效色譜分離技術，提供一系列完善的生物藥物分析方案，從dànbáizhì、多肽、抗體、疫苗等生物制品的氨基酸組成和一級結構分析，到產品變異性和純度分析。旨在提供優(yōu)質生物藥物分析服務，幫助生物醫(yī)藥生產商提高生物藥物品質。

百泰派克生物科技七大檢測平臺

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物質譜多組學優(yōu)質服務商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫(yī)療器械行業(yè)提供質量控制檢測和項目驗證等zhuānyè服務。公司實驗室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規(guī)和指導原則，通過CNAS/ISO9001雙重質量體系認證，建立了完備的質量體系，數據冷熱/異地備份，設備定期計量/期間核查，軟件審計追蹤，為客戶提供一體化解決方案和技術服務，支持新藥研發(fā)、藥物申報注冊和生產放行。

1.公司采用ISO9001質量控制體系，zhuānyè提供以質譜為基礎的CRO檢測分析服務；

2.獲國家CNAS實驗室認可，為客戶提供符合全球藥政法規(guī)的藥物質量研究服務；

3.業(yè)務范圍覆蓋dànbáizhì組學、多肽組學、代謝組學、生物藥物表征、單細胞分析、單細胞質譜流式、生信云分析以及多組學生物質譜整合分析等；

4.七大質量控制檢測平臺，滿足您一站式服務需求；

5.服務3000+企業(yè)，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優(yōu)質的生物質譜分析服務!

DIA 技術在蛋白質定量中的優(yōu)勢與局限檢測技術服務詳情介紹