DIA蛋白質組學原理與流程解析：以SWATH-MS為例檢測技術服務詳情介紹

在后基因組時代，研究人員越來越關注dànbáizhì層面的動態變化，以彌補基因組和轉錄組信息的不足。質譜（Mass Spectrometry, MS）作為現代dànbáizhì組學研究的核心工具，不斷推動生物醫學研究的深度與廣度。而在眾多質譜采集模式中，數據非依賴采集（Data-Independent Acquisition, DIA），尤其是SWATH-MS技術，因其高通量、低缺失率和良好的重現性，正在成為定量dànbáizhì組學研究的重要趨勢。本文將系統解析DIAdànbáizhì組學的原理與實驗流程，聚焦SWATH-MS技術的特點及其在科研中的應用場景，同時介紹百泰派克生物科技在該領域的zhuānyè服務能力。

一、從DDA到DIA：dànbáizhì組學數據采集模式的演進

1、DIAdànbáizhì組學的局限性

在傳統的dànbáizhì組學中，數據依賴采集（Data-Dependent Acquisition, DDA）模式是zuì早被廣泛應用的質譜采集方式。其基本邏輯是：在一次MS1掃描后，選擇強度zuì高的前體離子進行MS2碎裂分析。這種策略雖然效率高，但存在明顯缺點：

（1）偏向高豐度蛋白：低豐度蛋白及其肽段易被遺漏。

（2）結果重復性差：每次采集的“top N”離子可能不同，導致不同實驗之間數據一致性較差。

（3）存在“缺失值”問題：在群體樣本分析中，部分蛋白僅在個別樣本中被檢測到，影響統計分析的可靠性。

2、DIAdànbáizhì組學的突破

為克服上述問題，DIA技術應運而生。與DDA不同，DIA不再依賴于離子強度進行碎裂選擇，而是對預設的m/z窗口內的所有母離子進行同步碎裂。通過對全m/z范圍進行系統性掃描，實現幾乎全譜覆蓋，顯著提升數據的完整性與實驗重復性。DIA的優勢包括：

（1）更高的蛋白覆蓋率，尤其適合復雜樣本。

（2）更低的“缺失值”，提升統計學分析的穩定性。

（3）可復用的原始數據，適合后期深度挖掘。

二、SWATH-MS：DIA技術的代表性實現方式

1、SWATH-MS的基本原理

SWATH-MS（Sequential Window Acquisition of All Theoretical Mass Spectra）由SCIEX公司于2012年推出，是DIA策略中zuì具代表性的應用平臺。其核心思路是：

（1）m/z范圍劃分：將質譜范圍（如400–1200 m/z）均勻或非均勻地劃分為若干個窗口（如25 Da每個，共32–100個窗口）。

（2）窗口依次掃描：每個窗口內的所有母離子同步碎裂，采集其MS2譜圖。

（3）數據解卷積：借助光譜庫和算法對復雜MS2譜圖進行識別與定量。

該策略使得實驗中所有肽段均被系統性記錄，極大提升了蛋白組的覆蓋廣度和實驗數據的一致性。

三、以SWATH-MS為例——DIAdànbáizhì組學的完整實驗流程解析

為了獲得高質量的DIAdànbáizhì組數據，必須嚴格遵循標準化的實驗流程。以下是SWATH-MS技術的常規操作步驟：

1、樣本準備與蛋白提取

（1）樣本類型多樣：細胞、組織、血清、腦脊液、外泌體等。

（2）蛋白裂解與定量：使用SDS、尿素或RIPA等裂解液，配合BCA法定量。

（3）酶解：常用yídànbáiméi（Trypsin）進行酶解，形成可分析的肽段混合物。

在百泰派克生物科技，針對不同樣本類型（如低豐度外泌體），采用定制化裂解和富集策略，保障蛋白提取的充分性和一致性。

2、LC-MS/MS數據采集

（1）質譜平臺：主流儀器包括SCIEX TripleTOF 6600+、Thermo Orbitrap Exploris系列等。

（2）采集方式：設置好窗口數量與寬度（如32個25 Da窗口），進行全掃描。

（3）運行時間：根據色譜分離復雜度，一般為60–120分鐘。

3、光譜庫建立或匹配

DIA數據需結合光譜庫進行解卷積，光譜庫可來源于：

（1）自建DDA實驗：對相同樣本進行一次DDA實驗，構建定制庫。

（2）預測庫（in silico）：利用DIA-NN等軟件根據FASTA數據庫預測肽段MS2譜圖。

（3）公共數據庫：如SWATHAtlas等公開光譜庫。

百泰派克生物科技提供自建人源、鼠源、植物等多物種高質量光譜庫，并支持in silico預測策略，覆蓋更廣泛蛋白種類。

4、數據分析與差異蛋白篩選

（1）定量分析：使用Spectronaut、DIA-NN、Skyline等zhuānyè軟件，實現高精度定量。

（2）差異篩選：結合統計學方法（如t-test、ANOVA、FDR校正）識別顯著差異蛋白。

（3）可視化：火山圖、熱圖、PCA分析、富集通路圖等一站式展示。

5、生物信息學分析

（1）功能注釋：GO術語、生物過程、分子功能分析。

（2）通路富集：KEGG、Reactome等數據庫用于信號通路解析。

（3）PPI網絡：構建蛋白互作網絡，挖掘關鍵節點蛋白。

三、SWATH-MS的技術優勢與科研應用價值

四、典型應用領域

（1）腫瘤dànbáizhì組學：發現與腫瘤發生發展相關的蛋白標志物。

（2）藥物靶點研究：揭示候選藥物對蛋白表達的調控機制。

（3）免疫/炎癥研究：分析免疫應答中的蛋白動態變化。

（4）多組學整合：與轉錄組、代謝組等聯合分析，實現系統生物學解析。

百泰派克生物科技：zhuānyèDIA蛋白組服務平臺

作為國內lǐngxiān的dànbáizhì組學服務提供商，百泰派克生物科技在DIA/SWATH-MS領域積累了豐富經驗，構建了從樣本預處理到高質量報告的一站式服務體系：

（1）高標準實驗平臺：搭載SCIEX TripleTOF與Orbitrap雙質譜系統，滿足不同項目需求。

（2）智能化數據分析：整合DIA-NN與Spectronaut雙算法平臺，提高定量精度。

（3）高質量光譜庫支持：覆蓋人、小鼠、大鼠、植物等常用物種。

（4）可視化結果報告：標準化交付，支持SCI期刊圖表格式。

（5）生信專家團隊：為復雜數據解讀、機制挖掘提供一對一支持。

無論是臨床樣本隊列分析，還是基礎研究中的蛋白篩選，百泰派克均可提供定制化解決方案，助力課題順利發表與成果轉化。DIAdànbáizhì組學，尤其是以SWATH-MS為代表的優良技術，正成為生命科學研究中的關鍵工具。其高通量、高重現性、低缺失率的特性，使其特別適合應用于大規模、多組學、臨床轉化等研究場景。隨著質譜硬件、數據算法和光譜庫資源的不斷完善，DIA的應用邊界將進一步拓展。未來，它有望在個體化醫療、藥物開發、疾病機制研究等領域釋放更大潛能。百泰派克生物科技將繼續秉承“科研可信賴，數據有力量”的理念，為科研人員提供zhuānyè、高效、可信賴的DIAdànbáizhì組學服務，共同加速科學發現與技術突破。

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百泰派克生物科技特色項目

一、蛋白測序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統對dànbáizhì序列進行分析，提供基于質譜的蛋白測序分析服務，包括對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。對于未知理論序列的dànbáizhì，提供基于從頭測序法的dànbáizhì從頭測序服務，對蛋白序列進行分析。

※服務優勢：

1.采用目前世界上優良的質譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實現對所測定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測定蛋白N端多達 70個氨基酸序列;

4.可測定多種形式的樣品: 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;

6.測序不受N端封閉，PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

二、dànbáizhì組學

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質譜平臺結合Nano-LC，提供定量dànbáizhì組學、靶向dànbáizhì組學、多肽組學、翻譯后修飾蛋白組學等多種dànbáizhì組學分析服務。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4Ddànbáizhì組學服務，助力微量樣本蛋白組學、大樣本群醫學及高通量修飾組學等研究工作。

※服務優勢：

1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規模實驗分析，發現新的生物標記物;

2.體內體外多種dànbáizhì標記方法，適用于分析組織、細胞、血液等多種樣品;

3.質譜分析靈敏度高，實驗結果重復度高;

4.可檢測較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學分析，分析更系統準確。

三、單細胞質譜流式技術分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質譜流式系統進行單細胞質譜流式技術分析，采用金屬元素標記物（通常是金屬元素標記的特異抗體）標記細胞表面和內部的分子，然后用流式細胞原理分離單個細胞，再用電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）分析單個細胞的原子質量譜，zuì后將原子質量譜數據轉換為細胞表面和內部的信號分子表達量。

※服務優勢：

1.技術優良，*技術空白

采用金屬標記抗體技術，避免了傳統流式熒光通道少且易相互影響的問題。可在單細胞層面上對多種指標同時進行表征，百泰派克生物科技可做到同時檢測51個目標蛋白。

2.分析數量大，成本較低

單細胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細胞匯總的分析數目一般在2x10^4個左右，而流式質譜技術一次（單樣本）就可分析至少10^5的細胞，實現了數量級的提高，且成本不高于單細胞RNAseq。

3.應用前景大

①流式質譜結果可以給出細胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標簽技術與其他技術結合會有新應用方向。除常規蛋白外，質譜流式細胞技術還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測細胞存活率、細胞大小、mRNA轉錄子表達量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現

百泰派克生物科技的基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實現10,000個以上I型多肽和10,000個以上II型多肽的鑒定和識別。通過我們優化的高通量免疫多肽組學分析平臺進行免疫肽組學分析，可從zuì小的樣品材料中進行可重復的識別和定量。該服務可以應用于大規模的研究，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。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質譜技術，MALDI TOF，高效色譜分離技術，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結構分析，到產品變異性和純度分析。旨在提供優質生物藥物分析服務，幫助生物醫藥生產商提高生物藥物品質。

百泰派克生物科技七大檢測平臺

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物質譜多組學優質服務商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫療器械行業提供質量控制檢測和項目驗證等zhuānyè服務。公司實驗室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規和指導原則，通過CNAS/ISO9001雙重質量體系認證，建立了完備的質量體系，數據冷熱/異地備份，設備定期計量/期間核查，軟件審計追蹤，為客戶提供一體化解決方案和技術服務，支持新藥研發、藥物申報注冊和生產放行。

1.公司采用ISO9001質量控制體系，zhuānyè提供以質譜為基礎的CRO檢測分析服務；

2.獲國家CNAS實驗室認可，為客戶提供符合全球藥政法規的藥物質量研究服務；

3.業務范圍覆蓋dànbáizhì組學、多肽組學、代謝組學、生物藥物表征、單細胞分析、單細胞質譜流式、生信云分析以及多組學生物質譜整合分析等；

4.七大質量控制檢測平臺，滿足您一站式服務需求；

5.服務3000+企業，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優質的生物質譜分析服務!

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