基于质谱的全蛋白组分析（Shotgun Proteomics......

在系统生物学的时代，理解一个细胞、组织甚至整个生物体的生理状态，已不再仅依赖基因组或转录组数据。蛋白质组这一直接执行生物功能的分子群体，成为揭示生命奥秘的关键线索。而其中，基于质谱的全蛋白组分析（Shotgun Proteomics），已成为科研人员探索复杂生物体系中蛋白质表达、修饰和功能关系的核心工具。Shotgun Proteomics是一种高通量、无靶向的蛋白质组学策略，通过将复杂样本中的蛋白质混合物酶解成肽段，并使用高分辨质谱进行鉴定与定量，从而实现对整个蛋白质组的全面分析。相比蛋白质分离方法（如二维凝胶电泳），Shotgun Proteomics 具有更高的覆盖率、更强的灵敏度和更好的重现性，特别适用于复杂样本如组织、血浆、细胞系等的系统性研究。

一、Shotgun Proteomics的核心技术流程

1、样本预处理与蛋白提取

优质的蛋白提取是成功分析的基础。不同类型的生物样本（如肝脏组织 vs 血清）在蛋白丰度、杂质含量及结构稳定性上差异显著，需要定制化的提取与裂解策略。常用缓冲液含有胍盐、尿素、SDS 等成分，并结合超声波或机械破碎等手段，zuì大限度释放蛋白。

2、蛋白质酶解

Shotgun Proteomics的关键步骤在于将蛋白质混合物酶解成可被质谱识别的肽段。zuì常用的是胰蛋白酶（Trypsin），其特异性切割位点（K/R）保证了肽段在质谱中的良好离子化效率和序列信息覆盖。

3、肽段分离（LC）与质谱分析（MS/MS）

通过高效液相色谱（LC）将肽段按疏水性分离，并接入质谱系统（如Orbitrap、Q Exactive 或 timsTOF）进行检测。质谱仪测定母离子（MS1），再选择特定离子进行碎裂（MS2），从而获得特征性的串联质谱数据（MS/MS spectra），用于肽段序列的反推。

4、数据解析与蛋白质鉴定

肽段信息通过数据库搜索（如MaxQuant、Proteome Discoverer或PEAKS）匹配蛋白数据库（如UniProt），结合FDR控制、多肽匹配、肽段唯一性等规则，实现蛋白质的高置信度鉴定与定量。

二、Shotgun Proteomics的优势与应用场景

1、高通量 & 广覆盖

单次实验即可定量数千至上万个蛋白，适用于复杂系统生物学研究，如肿瘤异质性、干细胞分化、药物应答等。

2、无靶向探索性强

无需先验知识，即可捕获潜在的生物标志物、差异蛋白及新型修饰形式，尤其适合于机制探索与假设生成。

3、定量方式多样

可结合标签定量（TMT/iTRAQ）或无标定量（Label-Free）技术，满足不同实验规模与预算的需求。

三、Shotgun Proteomics在科研中的实际应用

1、疾病机制研究

通过对比病理组与对照组的蛋白质表达谱，识别关键的通路激活模式或驱动因子。例如，在阿尔茨海默病模型中，Shotgun Proteomics揭示了线粒体功能障碍与突触蛋白下调的关键联系。

2、生物标志物发现

在癌症、感染性疾病或代谢病等领域，系统性蛋白质组分析有助于筛选具有临床转化潜力的诊断/预后标志物。

3、药物作用机制解析

在药物筛选与靶点验证中，质谱分析揭示药物处理前后的蛋白质组变化，为药效机制与副作用机制提供实证依据。

4、微生物组与环境样本研究

通过非模式生物样本的蛋白组分析，揭示微生物群落功能与代谢状态，如土壤样本中的氮循环相关蛋白，或肠道菌群在代谢性疾病中的作用。

四、数据质量控制与挑战

Shotgun Proteomics在蛋白组学中已成为主流技术，但仍面临诸多挑战：

• 动态范围问题：生物样本中高丰度蛋白（如白蛋白）易掩盖低丰度调控蛋白

• 肽段冗余与鉴定歧义：同源蛋白或剪接变体难以jīngzhǔn区分

• 数据再现性：特别是在无标定量条件下，仪器波动和色谱漂移需严格控制

• 数据库依赖性：对未知或低注释物种，数据库覆盖率仍是限制因素

为此，优化实验设计、采用多维分离策略、引入靶向验证（如PRM/SRM）等手段成为提升研究可信度的重要保障。

Shotgun Proteomics作为基于质谱的核心蛋白组学策略，正以前所未有的速度推动生命科学研究的边界。从基础机制研究到临床转化，从单一样本分析到多组学整合，Shotgun技术为我们提供了深度与广度兼具的分子视角。在数据驱动与jīngzhǔn科研的时代，选择可靠的蛋白组服务平台，是科研项目成功的关键一步。百泰派克生物科技将持续以zhuānyè质谱技术，助力科学家探索未知、验证假设、发表高水平成果。

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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；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!

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