基于質(zhì)譜的無(wú)標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)方案檢測(cè)技術(shù)服務(wù)詳情介紹

隨著系統(tǒng)生物學(xué)研究的深入發(fā)展，無(wú)標(biāo)記定量（Label-free Quantification, LFQ）dànbáizhì組學(xué)因其不依賴(lài)昂貴的同位素標(biāo)記、實(shí)驗(yàn)流程簡(jiǎn)便、樣本通量高等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為生命科學(xué)研究中的主流策略之一。尤其在生物標(biāo)志物篩選、疾病機(jī)制解析和藥物作用機(jī)制研究中，基于質(zhì)譜（Mass Spectrometry, MS）的無(wú)標(biāo)記定量技術(shù)被廣泛應(yīng)用。然而，LFQ雖然靈活高效，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括定量精度、重復(fù)性、樣本復(fù)雜性以及數(shù)據(jù)處理等多個(gè)環(huán)節(jié)。本文將梳理無(wú)標(biāo)記定量dànbáizhì組學(xué)在實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)層面的挑戰(zhàn)，并分享應(yīng)對(duì)方案。

無(wú)標(biāo)記定量dànbáizhì組學(xué)的原理與優(yōu)勢(shì)

LFQ 通過(guò)比較不同樣本中肽段的MS信號(hào)強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)dànbáizhì的相對(duì)定量，常用方法包括基于MS1峰面積的定量（如MaxLFQ算法）和基于MS2譜圖計(jì)數(shù)的定量（如Spectral Counting）。相比TMT、iTRAQ等標(biāo)記策略，LFQ可避免標(biāo)記效率偏差及批次限制，適用于大規(guī)模樣本隊(duì)列和探索性研究。

挑戰(zhàn)一：定量精度受限于儀器穩(wěn)定性與樣本復(fù)雜度

關(guān)鍵問(wèn)題：

LFQ的定量依賴(lài)于MS信號(hào)強(qiáng)度，但樣本間的復(fù)雜度差異、離子抑制效應(yīng)及儀器漂移等因素容易導(dǎo)致峰強(qiáng)不一致，進(jìn)而影響定量精度和生物學(xué)解釋。

應(yīng)對(duì)方案：

• 標(biāo)準(zhǔn)化樣本處理流程：規(guī)范蛋白提取、酶切與上樣流程，提升樣本間的一致性；

• 優(yōu)化質(zhì)譜采集策略：結(jié)合高分辨質(zhì)譜平臺(tái)與互補(bǔ)的數(shù)據(jù)采集方式，以增強(qiáng)低豐度蛋白的識(shí)別能力和整體數(shù)據(jù)穩(wěn)定性；

• 設(shè)置質(zhì)控機(jī)制進(jìn)行跨批次校正：引入內(nèi)參或統(tǒng)一質(zhì)控樣品，監(jiān)測(cè)并校準(zhǔn)批次間系統(tǒng)誤差，保障數(shù)據(jù)的可比性與一致性。

挑戰(zhàn)二：缺失值（Missing Values）影響下游統(tǒng)計(jì)分析

關(guān)鍵問(wèn)題：

無(wú)標(biāo)記定量常因低豐度蛋白未被重復(fù)檢測(cè)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中出現(xiàn)非隨機(jī)缺失（Missing Not At Random, MNAR），從而降低組間差異分析的統(tǒng)計(jì)效能。

應(yīng)對(duì)方案：

• 提升數(shù)據(jù)采集覆蓋率：通過(guò)優(yōu)化上樣策略與肽段富集方法，提高低豐度蛋白的檢測(cè)概率；

• 應(yīng)用合理的缺失值填補(bǔ)方法：結(jié)合數(shù)據(jù)分布特征，選用穩(wěn)健的填補(bǔ)策略，降低對(duì)后續(xù)分析的干擾；

• 利用模型輔助進(jìn)行缺失預(yù)測(cè)：引入統(tǒng)計(jì)或算法手段對(duì)缺失值進(jìn)行合理估計(jì)，提高數(shù)據(jù)的完整性和穩(wěn)定性。

挑戰(zhàn)三：批次效應(yīng)干擾真實(shí)生物學(xué)差異

關(guān)鍵問(wèn)題：

在大樣本LFQ項(xiàng)目中，由于樣本分批上機(jī)或不同時(shí)間點(diǎn)處理，易引入系統(tǒng)性偏差，造成虛假差異表達(dá)（False Positives）或掩蓋真實(shí)信號(hào)。

應(yīng)對(duì)方案：

• 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：采用隨機(jī)化原則安排樣本處理與質(zhì)譜檢測(cè)順序，降低系統(tǒng)偏差；

• 設(shè)置統(tǒng)一質(zhì)控樣本并進(jìn)行批次校正：通過(guò)預(yù)設(shè)的參考樣本和統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)批次間差異進(jìn)行矯正；

• 建立長(zhǎng)期質(zhì)控體系：適用于跨時(shí)間、多項(xiàng)目數(shù)據(jù)整合需求，確保數(shù)據(jù)的橫向可比性和縱向一致性。

挑戰(zhàn)四：蛋白鑒定與定量數(shù)據(jù)整合效率低

關(guān)鍵問(wèn)題：

在無(wú)標(biāo)記定量dànbáizhì組學(xué)中，蛋白鑒定、定量提取與統(tǒng)計(jì)分析通常依賴(lài)多個(gè)獨(dú)立軟件工具，流程割裂、操作復(fù)雜，不僅增加人工干預(yù)，也限制了原始譜圖與定量結(jié)果之間的追溯性，影響數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和結(jié)果解讀。

應(yīng)對(duì)方案：

• 建立集成化分析平臺(tái)：統(tǒng)一完成從原始質(zhì)譜數(shù)據(jù)讀取到蛋白定量、差異分析與功能注釋的全過(guò)程，簡(jiǎn)化操作流程，降低人為誤差；

• 輸出標(biāo)準(zhǔn)化分析報(bào)告：規(guī)范結(jié)果格式和內(nèi)容，提升分析結(jié)果的一致性與可比性；

• 提供可視化數(shù)據(jù)界面：通過(guò)圖表和交互視圖呈現(xiàn)關(guān)鍵分析結(jié)果，增強(qiáng)科研人員對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量和生物學(xué)意義的理解；

• 支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)版本管理與日志追蹤：確保分析流程透明、可復(fù)現(xiàn)，滿(mǎn)足科研數(shù)據(jù)合規(guī)性和審計(jì)需求。

挑戰(zhàn)五：數(shù)據(jù)解釋依賴(lài)生物信息學(xué)支持

關(guān)鍵問(wèn)題：

蛋白層面的差異表達(dá)只是起點(diǎn)，真正的科學(xué)問(wèn)題往往落腳于通路富集、互作網(wǎng)絡(luò)、靶點(diǎn)預(yù)測(cè)或臨床轉(zhuǎn)化等層面，這對(duì)研究團(tuán)隊(duì)提出更高的數(shù)據(jù)解讀需求。

應(yīng)對(duì)方案：

• 構(gòu)建蛋白-功能-疾病的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)：通過(guò)整合已有知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)差異蛋白與生物過(guò)程、疾病表型之間的快速注釋?zhuān)?/p>

• 支持多組學(xué)聯(lián)合分析：將蛋白組數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)錄組、代謝組等多維數(shù)據(jù)整合，提升調(diào)控機(jī)制解析的深度；

• 實(shí)現(xiàn)跨物種映射與比對(duì)分析：適用于從模式動(dòng)物到人類(lèi)疾病模型的研究轉(zhuǎn)化，助力基礎(chǔ)研究向臨床應(yīng)用延伸；

• 提供可視化解讀工具：以圖譜、網(wǎng)絡(luò)圖等形式呈現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)關(guān)系，輔助科研人員深入理解結(jié)果的生物學(xué)意義。

基于質(zhì)譜的無(wú)標(biāo)記定量dànbáizhì組學(xué)因其實(shí)用性與靈活性，已成為jīngzhǔn醫(yī)學(xué)研究中的重要技術(shù)手段。盡管面臨諸如信號(hào)漂移、缺失值處理、批次效應(yīng)和數(shù)據(jù)整合等挑戰(zhàn)，但通過(guò)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)控策略與高效的生物信息學(xué)支持，這些問(wèn)題是可以有效應(yīng)對(duì)的。百泰派克生物科技致力于提供高質(zhì)量的基于Label Free的定量蛋白組分析服務(wù)，結(jié)合先進(jìn)的質(zhì)譜平臺(tái)與深度優(yōu)化的數(shù)據(jù)分析流程，為科研人員提供高覆蓋、高重復(fù)性、易解釋的dànbáizhì組學(xué)數(shù)據(jù)支持。

百泰派克生物科技特色項(xiàng)目

一、蛋白測(cè)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(cè)序系統(tǒng)對(duì)dànbáizhì序列進(jìn)行分析，提供基于質(zhì)譜的蛋白測(cè)序分析服務(wù)，包括對(duì)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(duì)于未知理論序列的dànbáizhì，提供基于從頭測(cè)序法的dànbáizhì從頭測(cè)序服務(wù)，對(duì)蛋白序列進(jìn)行分析。

※服務(wù)優(yōu)勢(shì)：

1.采用目前世界上先進(jìn)的質(zhì)譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實(shí)現(xiàn)對(duì)所測(cè)定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測(cè)定蛋白N端多達(dá) 70個(gè)氨基酸序列;

4.可測(cè)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(cè);

6.測(cè)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(tái)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(shì)：

1 .高通量定量蛋白分析:多對(duì)照組大規(guī)模實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)記物;

2.體內(nèi)體外多種dànbáizhì標(biāo)記方法，適用于分析組織、細(xì)胞、血液等多種樣品;

3.質(zhì)譜分析靈敏度高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)度高;

4.可檢測(cè)較低豐度蛋白，線(xiàn)性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學(xué)分析，分析更系統(tǒng)準(zhǔn)確。

三、單細(xì)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(jìn)行單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析，采用金屬元素標(biāo)記物（通常是金屬元素標(biāo)記的特異抗體）標(biāo)記細(xì)胞表面和內(nèi)部的分子，然后用流式細(xì)胞原理分離單個(gè)細(xì)胞，再用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）分析單個(gè)細(xì)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(xì)胞表面和內(nèi)部的信號(hào)分子表達(dá)量。

※服務(wù)優(yōu)勢(shì)：

1.技術(shù)先進(jìn)，填補(bǔ)技術(shù)空白

采用金屬標(biāo)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(wèn)題?？稍趩渭?xì)胞層面上對(duì)多種指標(biāo)同時(shí)進(jìn)行表征，百泰派克生物科技可做到同時(shí)檢測(cè)51個(gè)目標(biāo)蛋白。

2.分析數(shù)量大，成本較低

單細(xì)胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細(xì)胞匯總的分析數(shù)目一般在2x10^4個(gè)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(xì)胞，實(shí)現(xiàn)了數(shù)量級(jí)的提高，且成本不高于單細(xì)胞RNAseq。

3.應(yīng)用前景大

①流式質(zhì)譜結(jié)果可以給出細(xì)胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機(jī)制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標(biāo)簽技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合會(huì)有新應(yīng)用方向。除常規(guī)蛋白外，質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測(cè)細(xì)胞存活率、細(xì)胞大小、mRNA轉(zhuǎn)錄子表達(dá)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(zhuān)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(shí)現(xiàn)10,000個(gè)以上I型多肽和10,000個(gè)以上II型多肽的鑒定和識(shí)別。通過(guò)我們優(yōu)化的高通量免疫多肽組學(xué)分析平臺(tái)進(jìn)行免疫肽組學(xué)分析，可從zuì小的樣品材料中進(jìn)行可重復(fù)的識(shí)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(biāo)。

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(jí)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(cè)平臺(tái)

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(cè)和項(xiàng)目驗(yàn)證等zhuānyè服務(wù)。公司實(shí)驗(yàn)室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規(guī)和指導(dǎo)原則，通過(guò)CNAS/ISO9001雙重質(zhì)量體系認(rèn)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(jì)量/期間核查，軟件審計(jì)追蹤，為客戶(hù)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(bào)注冊(cè)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(cè)分析服務(wù)；

2.獲國(guó)家CNAS實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可，為客戶(hù)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(xì)胞分析、單細(xì)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(cè)平臺(tái)，滿(mǎn)足您一站式服務(wù)需求；

5.服務(wù)3000+企業(yè)，10000+客戶(hù)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)!

基于質(zhì)譜的無(wú)標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)方案檢測(cè)技術(shù)服務(wù)詳情介紹