SWATH-MS蛋白質組學入門指南：原理、優(yōu)勢與應用檢測技術服務詳情介紹

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

一、什么是SWATH-MS？

SWATH-MS是基于DIA策略的質譜技術。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鍵步驟：

1、建立光譜庫（Spectral Library）：由于DIA模式獲取的是復合MS/MS譜圖，需借助高質量的DDA數(shù)據(jù)構建參考光譜庫。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，質譜儀按預設窗口逐步采集整個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，特別適用于復雜樣本如組織提取物或血漿。

2、jíjiā的定量重復性：相比DDA，SWATH-MS在多次重復實驗中的蛋白定量相關性更高（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的應用領域

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。其高覆蓋率和重復性，使得在多組樣本中挖掘出具有統(tǒng)計學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，從而明確關鍵靶標及耐藥機制。

3、轉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，通過構建互作蛋白組數(shù)據(jù)庫，SWATH-MS可輔助篩選穩(wěn)定蛋白復合物成員。

4、微生物組及環(huán)境蛋白組學

SWATH-MS在環(huán)境樣本和微生物群落分析中的應用也逐漸展開。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：不同實驗室或質譜平臺構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組學研究的范式，以其全面、穩(wěn)定、可追溯的特性，為基礎生物學、臨床轉化醫(yī)學以及工業(yè)生物技術等多個方向提供堅實的技術支撐。百泰派克生物科技致力于結合質譜平臺與數(shù)據(jù)分析能力，為廣大科研用戶提供標準化、定制化的SWATH定量蛋白組學服務，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(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

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(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(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譜（ICP-MS）分析單個細胞的原子質量譜，zuì后將原子質量譜數(shù)據(jù)轉換為細胞表面和內(nèi)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。可在單細胞層面上對多種指標同時進行表征，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，而流式質譜技術一次（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(xiàn)

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(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(chǎn)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(chǎn)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(shù)據(jù)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(chǎn)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!

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