如何溶解疏水性膜蛋白而不影响其质谱分析？

疏水性膜蛋白在细胞生理过程中发挥着关键作用，广泛参与信号转导、物质运输和细胞识别。这类蛋白质因其高度疏水的跨膜结构域，在质谱分析前的样本前处理阶段面临极大挑战。常规裂解缓冲液难以有效溶解这些膜蛋白，导致其提取效率低、易聚集沉淀，甚至干扰胰蛋白酶酶解和质谱离子化过程。要实现疏水性膜蛋白的高通量、高灵敏质谱分析，亟需一种既能有效破坏膜结构、释放膜蛋白，又兼容后续酶解与LC-MS/MS检测的整体策略。

疏水性膜蛋白质谱分析的技术瓶颈

疏水性膜蛋白的生物化学特性使其在质谱分析流程中表现出显著不同于可溶性蛋白的处理难度。常见问题包括：

• 在水相条件下极易聚集沉淀，造成大量蛋白损失

• 强力去垢剂虽可提高溶解效率，但常抑制胰蛋白酶活性或干扰质谱离子化

• 蛋白酶解效率低，导致肽段数量少、鉴定覆盖率低

• 背景复杂，影响定量准确性

膜蛋白的质谱分析不能沿用常规蛋白组学流程，必须从溶解策略入手，构建兼容性良好的整体方案。

如何平衡溶解力和质谱兼容性？

针对疏水性膜蛋白的处理，实验中需在三个核心目标之间取得平衡：

• 实现充分溶解：需破坏膜结构，释放整合膜蛋白

• 兼容酶解反应：保护胰蛋白酶活性，促进高效肽段生成

• 兼容LC-MS/MS检测：避免使用会抑制电喷雾离子化的化学试剂，简化后处理流程

推荐策略一：SDC辅助酶解 + 酸沉淀清除法

SDC（去氧胆酸钠）因其良好的疏水性蛋白溶解能力及在酸性条件下易沉淀的特性，成为膜蛋白质谱分析中广泛应用的试剂。

推荐流程如下：

• 使用1% SDC与Tris-HCl缓冲液（pH 8.5）进行细胞裂解；如目标蛋白更疏水，可加入6 M Urea辅助溶解

• 蛋白还原（DTT或TCEP）和烷基化（IAA）后，加入胰蛋白酶37°C酶解过夜

• 酶解完成后，加入1%甲酸降低pH至<2，沉淀出SDC

• 离心去除沉淀后，保留上清液进行脱盐与LC-MS/MS分析

优势

• 在膜蛋白溶解方面表现优异，尤其对中度疏水蛋白

• 酶解兼容性高，提升肽段产出

• 通过酸沉淀快速去除干扰成分，便于后续质谱分析

推荐策略二：可降解表面活性剂，如RapiGest或AALS

对于极端疏水、丰度极低的膜蛋白，例如G蛋白偶联受体（GPCR）或ABC转运体，可降解表面活性剂提供了更高的溶解力和MS兼容性。

核心步骤包括：

• 使用含0.1–0.2% RapiGest或AALS的缓冲液溶解样本

• 进行还原、烷基化与酶解

• 结束后通过加热或酸解（如65°C、pH<2）将表面活性剂降解为小分子

• 离心去除沉淀，直接进样分析

适用场景：

• 疏水性膜蛋白溶解难度极高

• 对质谱背景极低有要求

• 样本量有限，需zuì大化信号

这类MS-friendly surfactant为疏水性膜蛋白的深度质谱分析提供了重要工具，特别适合对低丰度膜蛋白进行jīngzhǔn定量。

提高膜蛋白溶解效率的技巧

为了提升疏水性膜蛋白的提取效率，可辅以以下操作：

1、冷冻-融化循环：反复冻结和解冻样本，有助于破裂细胞膜结构；

2、超声波破碎或高压细胞破碎仪：增强物理裂解效率；

3、双重裂解策略：先用温和裂解液预处理，再使用强去垢剂进行补提；

4、膜蛋白富集：通过碳酸钠处理、差速离心或密度梯度分离去除可溶性背景，提升膜蛋白比例；

5、酶解优化：选用Lys-C预酶解、延长酶解时间、提高酶蛋白比等方式提升酶解效率。

样本进入质谱分析前的关键质控节点

无论采用何种处理策略，确保质谱分析质量的dìyī步是严谨的样本质控：

1、蛋白浓度检测：使用BCA或Bradford方法确保定量准确；

2、蛋白完整性检测：SDS-PAGE电泳评估裂解与酶解效果；

3、肽段质量评价：检测肽段的长度分布、疏水性及MS/MS识别率；

4、质谱背景检查：通过NanoLC空跑排除系统污染与残留去垢剂干扰。

疏水性膜蛋白因其结构复杂、溶解难度高，在质谱分析中一直是技术瓶颈所在。幸运的是，随着MS-compatible surfactant的不断发展和前处理流程的不断优化，科研人员如今已能更高效地解析这类关键蛋白。百泰派克生物科技深耕膜蛋白组学研究多年，积累了大量疏水性膜蛋白的样本处理与质谱分析经验，能够根据客户样本类型、实验目标与分析深度需求，定制zuì合适的溶解和酶解策略。欢迎随时联系我们获取定制化解决方案与项目建议。

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百泰派克生物科技特色项目

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。

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。

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。

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。

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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