SWATH-MS蛋白質(zhì)組學(xué)入門指南：原理

SWATH-MS蛋白質(zhì)組學(xué)入門指南：原理、優(yōu)勢與應(yīng)用檢測技術(shù)服務(wù)詳情介紹

在當代生命科學(xué)研究中，dànbáizhì組學(xué)已成為解析細胞生物學(xué)、疾病機制及生物標志物發(fā)現(xiàn)的核心技術(shù)。SWATH-MS（Sequential Window Acquisition of All Theoretical Mass Spectra）作為DIA領(lǐng)域的重要代表，因其高通量、可重復(fù)性強、覆蓋廣等特點，正逐漸成為dànbáizhì組學(xué)研究的新標準。

一、什么是SWATH-MS？

SWATH-MS是基于DIA策略的質(zhì)譜技術(shù)。它通過系統(tǒng)性地分段掃描所有母離子（precursor ions）并同時獲取其碎片離子（fragment ions）數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對復(fù)雜樣本中幾乎所有可檢測肽段的無偏、全面檢測。與數(shù)據(jù)依賴采集（Data-Dependent Acquisition, DDA）模式不同，SWATH-MS并不優(yōu)先選擇zuì強信號的母離子進行碎裂，而是將質(zhì)譜窗口劃分為若干連續(xù)的m/z段（通常為25–30 Da），依次對每個窗口中的所有離子進行碎裂，并記錄其MS/MS譜圖。這種“全景式”掃描方式使得樣本中低豐度或重復(fù)性較差的蛋白也能被穩(wěn)定檢測。

二、SWATH-MS的工作流程

SWATH-MS的整體流程可分為以下幾個關(guān)鍵步驟：

1、建立光譜庫（Spectral Library）：由于DIA模式獲取的是復(fù)合MS/MS譜圖，需借助高質(zhì)量的DDA數(shù)據(jù)構(gòu)建參考光譜庫。該庫包含目標肽段的保留時間、碎裂模式及離子強度等信息。

2、SWATH數(shù)據(jù)采集：在DIA模式下，質(zhì)譜儀按預(yù)設(shè)窗口逐步采集整個m/z范圍的母離子信息，并對其進行碎裂，生成一系列復(fù)合MS/MS譜圖。

3、數(shù)據(jù)解卷積與定量：利用先前建立的光譜庫，通過軟件（如OpenSWATH、Skyline、Spectronaut等）對復(fù)合譜圖進行解卷積，匹配出特定肽段，實現(xiàn)dànbáizhì的識別與定量。

三、SWATH-MS的技術(shù)優(yōu)勢

SWATH-MS的主要優(yōu)勢包括：

1、高通量與全面覆蓋：SWATH-MS一次運行可覆蓋上萬個肽段，實現(xiàn)對數(shù)千種蛋白的廣泛識別和定量，特別適用于復(fù)雜樣本如組織提取物或血漿。

2、jíjiā的定量重復(fù)性：相比DDA，SWATH-MS在多次重復(fù)實驗中的蛋白定量相關(guān)性更高（常見R2>0.95），非常適合多樣本隊列或臨床研究。

3、無偏性數(shù)據(jù)采集：所有離子均有可能被掃描與記錄，避免了“只關(guān)注強信號”的偏差，有助于發(fā)現(xiàn)低豐度或新穎蛋白。

4、可重分析性強：原始SWATH數(shù)據(jù)可在未來使用不同光譜庫重復(fù)分析，支持持續(xù)的生物信息再挖掘與新型標志物驗證。

四、SWATH-MS的應(yīng)用領(lǐng)域

1、生物標志物發(fā)現(xiàn)

SWATH-MS適用于早期疾病診斷標志物的篩選。其高覆蓋率和重復(fù)性，使得在多組樣本中挖掘出具有統(tǒng)計學(xué)顯著差異的候選蛋白成為可能。

2、藥物作用機制研究

SWATH-MS能揭示藥物處理前后細胞或動物模型中蛋白表達譜的動態(tài)變化，幫助解析藥物靶點及其信號通路。如某些研究使用SWATH-MS監(jiān)測腫瘤細胞在小分子抑制劑作用下的dànbáizhì表達模式變化，從而明確關(guān)鍵靶標及耐藥機制。

3、轉(zhuǎn)錄后修飾與蛋白互作分析

盡管SWATH-MS對翻譯后修飾（如磷酸化、乙?；┑姆治鲆筝^高的光譜分辨率和優(yōu)化前處理流程，但在標準化條件下亦可實現(xiàn)對某些修飾形式的定量監(jiān)測。此外，通過構(gòu)建互作蛋白組數(shù)據(jù)庫，SWATH-MS可輔助篩選穩(wěn)定蛋白復(fù)合物成員。

4、微生物組及環(huán)境蛋白組學(xué)

SWATH-MS在環(huán)境樣本和微生物群落分析中的應(yīng)用也逐漸展開。例如，在分析污水處理系統(tǒng)中微生物群落的代謝活動時，SWATH-MS可以提供對功能蛋白的穩(wěn)定追蹤能力，助力微生態(tài)過程解析。

五、SWATH-MS的挑戰(zhàn)

盡管SWATH-MS展現(xiàn)出眾多優(yōu)勢，但也面臨若干挑戰(zhàn)：

• 光譜庫依賴性強：不同實驗室或質(zhì)譜平臺構(gòu)建的光譜庫存在差異，限制了跨平臺分析的通用性。

• 數(shù)據(jù)分析門檻高：解卷積算法復(fù)雜，處理速度慢，對計算資源要求較高。

• 修飾蛋白分析受限：目前SWATH-MS對復(fù)雜修飾肽段的覆蓋能力仍有待提高。

在科研探索的道路上，技術(shù)的選擇直接決定了發(fā)現(xiàn)的深度與維度。SWATH-MS正在重塑dànbáizhì組學(xué)研究的范式，以其全面、穩(wěn)定、可追溯的特性，為基礎(chǔ)生物學(xué)、臨床轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)以及工業(yè)生物技術(shù)等多個方向提供堅實的技術(shù)支撐。百泰派克生物科技致力于結(jié)合質(zhì)譜平臺與數(shù)據(jù)分析能力，為廣大科研用戶提供標準化、定制化的SWATH定量蛋白組學(xué)服務(wù)，助力科研更進一步。

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(zhì)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(zhì)譜的蛋白測序分析服務(wù)，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(wù)。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(wù)，對蛋白序列進行分析。

※服務(wù)優(yōu)勢：

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

2.可實現(xiàn)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(xué)

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

※服務(wù)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(xiàn)新的生物標記物;

2.體內(nèi)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(zhì)譜分析靈敏度高，實驗結(jié)果重復(fù)度高;

4.可檢測較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學(xué)分析，分析更系統(tǒng)準確。

三、單細胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質(zhì)譜流式系統(tǒng)進行單細胞質(zhì)譜流式技術(shù)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(nèi)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(zhì)譜（ICP-MS）分析單個細胞的原子質(zhì)量譜，zuì后將原子質(zhì)量譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為細胞表面和內(nèi)部的信號分子表達量。

※服務(wù)優(yōu)勢：

1.技術(shù)優(yōu)良，*技術(shù)空白

采用金屬標記抗體技術(shù)，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(shù)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(shù)目一般在2x10^4個左右，而流式質(zhì)譜技術(shù)一次（單樣本）就可分析至少10^5的細胞，實現(xiàn)了數(shù)量級的提高，且成本不高于單細胞RNAseq。

3.應(yīng)用前景大

①流式質(zhì)譜結(jié)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(shù)與其他技術(shù)結(jié)合會有新應(yīng)用方向。除常規(guī)蛋白外，質(zhì)譜流式細胞技術(shù)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(zhuǎn)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(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)

百泰派克生物科技的基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(xué)分析平臺進行免疫肽組學(xué)分析，可從zuì小的樣品材料中進行可重復(fù)的識別和定量。該服務(wù)可以應(yīng)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(zhì)譜技術(shù)，MALDI TOF，高效色譜分離技術(shù)，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(jié)構(gòu)分析，到產(chǎn)品變異性和純度分析。旨在提供優(yōu)質(zhì)生物藥物分析服務(wù)，幫助生物醫(yī)藥生產(chǎn)商提高生物藥物品質(zhì)。

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(zhì)譜多組學(xué)優(yōu)質(zhì)服務(wù)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(zhì)量控制檢測和項目驗證等zhuānyè服務(wù)。公司實驗室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規(guī)和指導(dǎo)原則，通過CNAS/ISO9001雙重質(zhì)量體系認證，建立了完備的質(zhì)量體系，數(shù)據(jù)冷熱/異地備份，設(shè)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(shù)服務(wù)，支持新藥研發(fā)、藥物申報注冊和生產(chǎn)放行。

1.公司采用ISO9001質(zhì)量控制體系，zhuānyè提供以質(zhì)譜為基礎(chǔ)的CRO檢測分析服務(wù)；

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(zhì)量研究服務(wù)；

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

4.七大質(zhì)量控制檢測平臺，滿足您一站式服務(wù)需求；

5.服務(wù)3000+企業(yè)，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)譜分析服務(wù)!

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