單細胞蛋白質組學分析：方法與關鍵技術檢測技術服務詳情介紹

在現代生命科學研究中，理解細胞間的異質性對于解析疾病機制、開發jīngzhǔn治療和重建組織發育圖譜具有重要意義。單細胞RNA測序已在轉錄水平提供了豐富信息，但dànbáizhì作為直接執行功能的分子，更能真實反映細胞狀態。因此，單細胞dànbáizhì組學（Single-Cell Proteomics, SCP）逐步成為探索細胞命運、狀態和調控機制的關鍵技術。單細胞dànbáizhì組學的目標是在單細胞水平準確檢測和定量dànbáizhì表達、翻譯后修飾與調控網絡。

一、單細胞dànbáizhì組學的分析框架

1、技術目標

單細胞dànbáizhì組學旨在實現以下目標：

• 定量分析：在單細胞分辨率下，獲取dànbáizhì的相對或juéduì表達水平；

• 高通量檢測：支持多個單細胞并行分析，構建細胞異質性圖譜；

• 生物學功能還原：鏈接蛋白表達數據與細胞功能、狀態、路徑圖譜。

2、實驗基本流程

SCP通常包括以下步驟：

單細胞分離、樣品裂解與酶解、蛋白/肽段富集、標記與上樣（如使用TMT）、質譜分析、數據解讀與功能注釋

各步驟需要與微量樣本處理、高靈敏度檢測及高精度定量相匹配。

二、主流分析方法與策略

1、Tandem Mass Tag（TMT）標記策略

TMT標簽是一種化學標記試劑，能夠將不同樣品中的肽段通過同位素標簽進行區分。它廣泛應用于單細胞dànbáizhì組學，結合“載體通道（carrier channel）”技術使用：

• 載體通道提供信號增強，通常由數百個相同類型細胞組成；

• 單細胞樣本通過獨立標簽標記，與載體混合后共同進樣；

• 利用高分辨率質譜識別肽段并解碼標簽，實現多樣本并行定量。

TMT策略的優勢在于通量高、定量一致性強、適配性好，已成為當前質譜型SCP的主流技術路徑。

2、標簽自由定量（Label-Free Quantification）

不使用任何標簽，直接基于肽段離子峰強度進行定量。該方法在樣本前處理上更簡潔，適合探索性或低通量研究場景。為提高靈敏度，常配合以下手段：

• 納升液相色譜（nanoLC）：減少樣品稀釋；

• 離子遷移譜（IMS）：提升肽段分離度；

• 增強型質譜平臺：如ZenoTOF或timsTOF。

盡管標簽自由法的重復性和定量精度相對較低，但隨著算法改進和儀器性能提升，正在逐步拓寬其應用范圍。

3、抗體結合策略

質譜外的另一類方法是基于抗體檢測dànbáizhì的策略，代表性技術包括：

• CyTOF（金屬標記質譜流式）：使用稀有金屬標記抗體，對表面或胞內蛋白進行多通道并行檢測；

• CITE-seq：將抗體上的條形碼與單細胞RNA測序融合，獲得dànbáizhì與轉錄信息。

這類方法適用于已知靶標的高通量檢測場景，廣泛應用于免疫學和腫瘤微環境研究。

三、關鍵技術節點詳解

1、單細胞分選與上樣技術

單細胞樣品質量直接決定后續分析的可靠性。主流的單細胞分選方式包括：

• FACS（熒光活化細胞分選）：高通量，適用于懸浮細胞；

• 微流控平臺：如Fluidigm C1，可實現自動化；

• 顯微操作或自動移液平臺：適合貼壁細胞、稀有細胞分選。

分選后細胞需迅速轉入低體積反應體系（一般為納升級至皮升級），避免蛋白降解或吸附損失。

2、蛋白裂解與酶解處理

由于單細胞dànbáizhì總量極少，目前廣泛采用的優化手段包括：

• 低吸附耗材：如硅化反應管、微反應片；

• 磁珠輔助酶解：提高酶反應效率；

• 熱處理與變性劑聯用：加速裂解過程。

部分平臺如nPOP將蛋白裂解、酶解、標記整合于微滴中，極大提升了樣品回收率與標準化水平。

3、高靈敏度質譜檢測平臺

質譜平臺是SCP的核心工具，其性能決定數據深度與準確度。常用平臺包括：

• Thermo Orbitrap Eclipse/Fusion Lumos：高分辨率、穩定性強；

• Sciex ZenoTOF 7600：信號增強能力強；

• Bruker timsTOF SCP：支持PASEF+DIA組合模式，實現超高靈敏度與高覆蓋率。

結合納升液相和自動上樣系統，當前SCP方案可實現每個細胞檢測上千個蛋白，覆蓋細胞主要功能通路。

4、數據分析與注釋方法

SCP數據處理流程一般包括以下步驟：

• 質譜原始數據解析與肽段識別

• 蛋白歸屬與定量矩陣構建

• 批間歸一化與缺失值處理

• 差異表達分析、功能富集與聚類分類

為解決單細胞數據中的稀疏性與變異性，常結合機器學習算法如PCA、t-SNE、UMAP或聚類分析實現數據降維與亞群識別。

單細胞dànbáizhì組學將“群體平均”研究推向“個體jīngzhǔn”的新時代。在蛋白水平jīngquè還原細胞狀態，正成為揭示生物調控機制、解碼疾病異質性與開發jīngzhǔn治療策略的有力工具。隨著技術流程持續標準化、分析平臺不斷進化，單細胞dànbáizhì組學有望在基礎科研與臨床研究中扮演更加核心的角色。百泰派克生物科技將持續聚焦該領域前沿進展，提供高質量的單細胞dànbáizhì組學分析服務，協助科研人員jīngzhǔn獲取、解讀與應用高質量dànbáizhì組數據，助力揭示細胞復雜性的本質。

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。

※服務優勢：

1.采用目前世界上優良的質譜儀器 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、大樣本群醫學及高通量修飾組學等研究工作。

※服務優勢：

1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規模實驗分析，發現新的生物標記物;

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。

※服務優勢：

1.技術優良，*技術空白

采用金屬標記抗體技術，避免了傳統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。旨在提供優質生物藥物分析服務，幫助生物醫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/制藥和醫療器械行業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、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的藥物質量研究服務；

3.業務范圍覆蓋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，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優質的生物質譜分析服務!

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