串联质谱标签（TMT）技术在蛋白质组学中的应用

生命科学研究中，蛋白质组学已成为探索生物体系动态变化、疾病机制和药物作用靶点的重要工具。串联质谱标签（Tandem Mass Tag, TMT）技术，凭借其高通量、多样本并行分析能力，已逐渐成为蛋白质定量研究的主流方案之一。本文将系统解析 TMT 技术的原理、优势及其在蛋白质组学研究中的典型应用，并探讨实验设计要点，帮助科研人员高效推进研究。

一、TMT 技术的基本原理

1、TMT 标签结构与工作方式

TMT 标签由三部分组成：

（1）质量报告基团（Reporter ion）：在 MS/MS 碎裂时释放具有特征质量的离子信号，用于不同样本间的相对定量；

（2）质量平衡基团（Balancer）：确保各个标签在 MS1 层面具有相同的总质量，使其在一级质谱检测时无法区分；

（3）反应基团（Reactive group）：与肽段的 N 端或赖氨酸残基共价结合，实现化学标记。

这种设计使得不同样本的肽段在 MS1 扫描时表现为同一峰，但在 MS/MS 层面释放出不同的报告离子，从而实现zuì多 18 个样本的并行定量。

2、定量流程简述

（1）样本蛋白提取、消化成肽段；

（2）利用 TMT 试剂对各样本肽段进行标记；

（3）混合标记后的样本并进行 LC-MS/MS 分析；

（4）在 MS/MS 层面通过报告离子强度实现相对定量。

二、TMT 技术的主要优势

1、高通量与批次一致性

在一次质谱运行中，可并行分析 10–18 个样本，显著减少批间差异，适合大规模队列研究。

2、定量精度高

由于样本在标记后混合处理，共享整个上样、分离、检测过程，zuì大程度降低了操作误差和系统偏倚，适用于检测微小的表达差异。

3、应用广泛性

（1）适配多种样本类型，包括组织、细胞、血清、脑脊液及外泌体等；

（2）可与其他组学（转录组、代谢组）整合，构建系统生物学网络；

（3）支持生物标志物筛选、药物作用机制研究等多种科研场景。

三、TMT 技术在蛋白质组学中的典型应用

1、疾病标志物发现

通过对比疾病组与对照组的蛋白质组，筛选出潜在的生物标志物，加速早期诊断方法或新药靶点的发现。

2、药物靶点与作用机制研究

追踪药物处理前后蛋白质水平变化，揭示药物调控通路及靶点作用机制。

3、信号通路和翻译后修饰研究

结合磷酸化、泛素化等 PTM 分析，解析细胞信号转导和调控网络。

4、多组学联合研究

与转录组、代谢组数据整合，构建疾病网络调控模型，从多层次理解生物学问题。

四、TMT 实验设计要点

为了确保结果可靠，实验设计中需重点关注以下方面：

1、样本量与重复

建议每组 ≥3 个生物学重复，以保证统计学可靠性。

2、蛋白提取与消化一致性

采用统一的SOP，避免因处理差异导致的定量误差。

3、标签分配策略

（1）随机化样本分配到各TMT通道，减少系统性偏差；

（2）对于大队列项目，可在每批次中设置参考样本（bridge sample），便于跨批次校正。

4、质控与数据处理

（1）严格控制肽段纯化、分离效率；

（2）利用zhuānyè软件（如 Proteome Discoverer、MaxQuant）进行报告离子强度校正及归一化处理。

五、TMT 与其他蛋白质定量技术的比较

1、与 Label-free 的区别

TMT 的多通道并行和低批次效应，使其更适合大样本研究；而 label-free 成本低、流程简单，适用于样本量较小的探索性研究。

2、与 DIA（数据独立采集）的互补

（1）DIA 在检测灵敏度和覆盖度上表现出色，适合大规模蛋白质谱建库；

（2）TMT 在高精度、多样本相对定量上更有优势。

实际研究中，两者常结合使用，兼顾覆盖度和定量精度。

TMT 技术凭借高通量、多样本并行分析和较高定量精度，已成为现代蛋白质组学研究的重要工具。无论是疾病标志物筛选、药物机制解析，还是多组学联合研究，合理设计并执行的 TMT 实验都能显著提高研究效率和成果可靠性。如需了解更多关于TMT蛋白质组学服务的详细方案，或开展大规模定量项目，欢迎联系百泰派克生物科技，获取zhuānyè的技术支持和合作咨询。

百泰派克生物科技特色项目

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.zhuānyè生物信息学分析，分析更系统准确。

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，zuì后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标进行表征，百泰派克生物科技可做到检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从zuì小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

百泰派克生物科技七大检测平台

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等zhuānyè服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，zhuānyè提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

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6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!

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