什么是蛋白质组学中的数据依赖采集(DDA)?

    在现代生命科学研究中,蛋白质组学技术正以前所未有的速度推动着基础研究、疾病机制探索以及生物标志物发现的发展。而在所有蛋白质组学数据采集策略中,数据依赖采集(Data-Dependent Acquisition,DDA)可以说是最早被广泛采用的一种质谱分析方法。它不仅在蛋白质鉴定中发挥着核心作用,也构成了当前许多高级技术(如DIA、PRM)的技术基础。

    一、DDA的原理

    DDA,顾名思义,是一种依赖数据的采集方式。这里的数据,指的是质谱仪在一次完整扫描中所获得的初始信息,也就是一级质谱(MS1)扫描中检测到的所有肽段离子信号。在DDA模式下,质谱仪首先进行一次MS1扫描,获取一个复杂样本中所有可检测肽段的质量-电荷比(m/z)与相对丰度。然后,系统会根据一套预设的算法(通常是选取强度最高的前 N 个离子,如Top10、Top20),将这些高丰度离子依次选中,并对它们进行碎裂(通常采用HCD或CID的方式),从而生成对应的二级质谱(MS/MS)数据。这些MS/MS谱图记录了肽段在碎裂后形成的离子片段信息,通过数据库搜索即可反推肽段序列,进而完成蛋白质鉴定。

    二、DDA的技术优势与局限性

    1、技术优势

    (1)高特异性碎裂

    DDA选择的前体离子在进入MS2前会经历严格筛选,确保其为特定的m/z窗口,提升了碎裂谱图的质量,有助于提高肽段鉴定的准确率。

    (2)支持经典数据库搜索

    DDA数据结构清晰,适配SEQUEST、Mascot、Andromeda(MaxQuant)等成熟算法,是当前主流数据分析流程的标准输入。

    (3)高质量谱图输出

    由于只对强信号进行碎裂,产生的MS/MS数据背景噪音较少,便于精准解析肽段结构。

    (4)采集效率高

    对于目标明确或样本较简单的实验,DDA能快速获得核心蛋白信息,节约实验时间和成本。

    2、局限性

    然而,随着蛋白质组学对深度覆盖与定量精度的要求不断提高,DDA的一些固有缺陷也逐渐暴露出来:

    (1)偏好高丰度蛋白

    DDA优先选择强信号离子进行MS2采集,这种偏倚容易导致低丰度蛋白(如转录因子、细胞因子)被遗漏,影响结果全面性。

    (2)随机性较高

    在不同样本或不同批次中,DDA选择进入MS2的离子不完全一致,导致蛋白识别的重现性不足。

    (3)缺失值频繁

    在大样本队列分析中,某些肽段可能在某些样本中没有被采集MS/MS,造成下游定量分析中的数据缺失。

    (4)受仪器速度限制

    即使是高端质谱平台,单位时间内也只能完成有限数量的MS2扫描,难以覆盖样本中的所有成分。

    这些问题促使科研人员开发了数据非依赖采集(DIA)等新策略。但值得注意的是,这些新策略的谱图解读大多仍需依赖于DDA构建的高质量参考库。因此,即使在DIA时代,DDA依然没有被淘汰,而是与之形成了协同互补的格局。

    三、百泰派克生物科技的DDA解决方案

    作为一家专注于蛋白质组学与质谱技术服务的企业,百泰派克生物科技在DDA数据采集与分析领域积累了丰富的经验和技术优势。我们在标准化流程与定制化服务之间寻求最佳平衡,帮助科研人员获得更加稳定、可靠的蛋白质组数据。

    我们的DDA技术亮点包括:

    • 前处理流程标准化:从样本裂解、蛋白提取到酶切与上样,全流程高度可控,显著提高肽段重复率。
    • 动态排除策略优化:通过优化质谱的“排除时间窗口”设置,减少高丰度肽段重复采集机会,提高低丰度信号采集率。
    • 高级数据库搜索集成:整合MaxQuant、PEAKS、SpectroMine等主流搜索引擎,提升肽段鉴定覆盖度与置信度。
    • 高端平台支持:搭载Orbitrap Exploris 480、QE HF-X等高分辨率质谱平台,确保谱图质量与数据采集速度兼顾。
    • 可拓展至DIA/PRM分析:支持DDA+DIA联合策略,适用于从探索到验证的全流程研究路径。

    尽管在技术进展的浪潮中,蛋白组学已经进入了DIA为代表的全扫描定量时代,但DDA作为质谱组学最早期的核心采集模式,依然具备不可替代的技术地位。无论是新蛋白发现、谱图库构建还是探索性研究,DDA始终是高质量蛋白鉴定的第一选择。百泰派克生物科技不仅保留对DDA技术的深度打磨,也积极探索DDA与新兴技术(如DIA、AI辅助搜索、机器学习预测谱图)之间的整合与优化,力求为每一位科研人员提供最合适、最可靠、最具数据价值的蛋白组学解决方案。

    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

    相关服务:

    基于Label Free的定量蛋白组分析

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