在系统生物学研究中,蛋白质定量是解析生命过程动态变化的关键步骤。传统的标签自由(label-free)方法操作简便,但在数据一致性、批间差控制等方面存在挑战。Tandem Mass Tag(TMT)标记技术以其高通量、低批间差、定量精度高等优势,已成为多样本定量蛋白质组学的主流方案之一。
一、TMT 16plex 技术原理概述
TMT(Tandem Mass Tag)是一种基于异重同分异构体标签(isobaric tags)的化学标记方法。所有 TMT 标签在 MS1 水平具有相同质量,但在 MS2 碎裂后释放出具有不同质量的 reporter ion,从而实现多重定量。
TMT 16plex 的优势:
高通量:一次实验zuì多分析16个样本;
高重复性:显著降低技术变异;
适用范围广:适配组织、细胞、血清、脑脊液等复杂样本;
数据整合性强:更适合临床样本和多时间点实验设计。
二、完整实验流程详解
1、样本蛋白提取与定量
优质蛋白提取是成功定量的dìyī步。根据样本类型,选择合适的裂解缓冲液,确保蛋白回收率高、降解少、污染物低。
建议使用 RIPA 缓冲液或 SDS 缓冲液搭配超声裂解;
蛋白浓度定量建议采用 BCA 法,确保样本间输入量一致。
2、蛋白还原、烷基化与酶解
蛋白质需要经过还原(DTT)与烷基化(IAA)处理,打断二硫键并封闭巯基,以保证后续胰蛋白酶酶解的充分性。
胰酶酶解条件常设为 1:50(酶:蛋白),37°C 过夜;
酶解产物可通过 C18柱进行脱盐处理,去除干扰物。
3、TMT 16plex 标记反应
将每个样本分别溶解于 TMT 溶剂中,与胰酶解产物反应,30~60分钟内完成标记,并通过 LC-MS 或试纸条验证标记效率。
确保所有样本标记效率 >95%;
混合前需等比例整合样本,避免信号偏差。
4、高 pH 反相分级(High-pH RPLC)
由于质谱的离子抑制效应限制了每次进样可检测的肽段数量,通常在TMT混合样本后进行高 pH 条件下的分级,以提升蛋白覆盖度和定量深度。
可根据研究需求选择 8~24 个分级数;
分级可显著减少样本复杂性,提高低丰度蛋白的检测概率。
5、LC-MS/MS 分析(质谱检测)
质谱平台选择决定了实验灵敏度和数据质量。TMT 16plex 通常建议采用具备高分辨率和高扫描速率的 Orbitrap 质谱仪(如 Exploris 480、Fusion Lumos 等)。
LC 梯度常设为 90~120min,平衡分离效率与分析时间;
MS3 模式(如 SPS-MS3)可有效降低 TMT reporter ion 的比值压缩效应,提升定量准确性。
6、数据分析与生物信息学挖掘
原始质谱数据通过软件(如 Proteome Discoverer、MaxQuant)进行定性定量分析,并结合多组学或临床信息进行深入挖掘。
通常以 1% FDR 控制蛋白鉴定可靠性;
结合 GO、KEGG、PPI 网络构建等进行功能注释和通路富集;
可开展差异蛋白筛选、聚类分析、机器学习建模等多层次分析。
三、常见问题与优化建议
| 问题 | 可能原因 | 优化建议 |
|---|---|---|
| 标记效率低 | 反应条件不充分、样本缓冲液影响 | 使用推荐的缓冲体系,确保 pH 合适 |
| 差异蛋白数目少 | 样本变异低或分级不充分 | 增加分级粒度、优化样本设计 |
| 重复性差 | 样本处理不一致、仪器漂移 | 严格标准化流程,增加 QC 质控样本 |
四、百泰派克生物科技的TMT定量蛋白质组服务优势
作为生命科学技术服务的zhuānyè提供商,百泰派克生物科技构建了涵盖 TMT 实验设计、样本处理、质谱检测、数据分析到生物学解读的一站式平台。
我们的优势包括:
多平台质谱系统:Orbitrap Exploris 480、Lumos、QE HF 等dǐngjiān设备;
自研高效分级与富集方法:提升低丰度蛋白检出率;
高水平数据解析团队:支持深度挖掘与可视化报告输出;
灵活项目合作模式:支持从单样本试运行到上百样本规模化项目。
TMT 16plex 技术以其高通量、高精度的特点,正逐渐成为定量蛋白质组学的标准方法。从样本准备到数据挖掘,每一个环节的细致打磨,都是确保研究成功的关键。百泰派克生物科技致力于为广大科研人员提供高质量、可重复、具有生物学解释力的蛋白质组数据支持。欢迎联系我们,共同推动jīngzhǔn生命科学研究!
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| 成立日期 | 2015年12月23日 | ||
| 法定代表人 | 王素芹 | ||
| 注册资本 | 100 | ||
| 主营产品 | 蛋白组学,从头测序,生物制药分析,代谢组学 | ||
| 经营范围 | 技术开发、技术推广、技术转让、技术咨询、技术服务;货物进出口、技术进出口、代理进出口;销售机械设备、化工产品(不含危险化学品)。(依法须经批准的项目,经相关部门批准后依批准的内容开展经营活动。 | ||
| 公司简介 | 百泰派克生物科技--生物制品表征,多组学生物质谱检测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专业服务。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 ... | ||