液相色谱-质谱联用技术在定量蛋白质组学中的应用

蛋白质组学作为生命科学领域的重要分支，致力于全面解析细胞、组织或机体中蛋白质的表达、修饰与相互作用。定量蛋白质组学则进一步推动了生物医学、药物开发及疾病机制研究的发展。其中，液相色谱-质谱联用技术（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS/MS）因其高灵敏度、高通量与广谱覆盖能力，已成为定量蛋白质组学研究的核心工具。

 

一、液相色谱-质谱联用技术概述

1、液相色谱（LC）

液相色谱主要负责对复杂样品中的肽段进行分离。常用的反相液相色谱（RP-LC）以肽段的疏水性差异为依据，在C18色谱柱中实现高效分级，极大地减少了下游质谱分析的样品复杂度。

 

2、质谱（MS/MS）

质谱仪通过电喷雾电离（ESI）将肽段离子化，再通过串联质谱（MS/MS）模式进行定性与定量分析。一级质谱（MS1）检测肽段的质荷比（m/z），二级质谱（MS2）则对选定母离子进行碎裂，生成特征子离子谱图，进而实现肽段与蛋白质的鉴定。

 

3、联用技术优势

LC与MS的联用极大地提升了分析的分辨率和灵敏度，能够覆盖动态范围广、丰度跨度大的蛋白质群体，实现从复杂生物样本中高效、准确地提取有价值信息。

 

二、LC-MS/MS在定量蛋白质组学中的应用

1、标记定量方法

（1）iTRAQ与TMT标记

等量标记方法如iTRAQ和TMT（Tandem Mass Tags）广泛应用于多样本并行定量。这类方法通过同位素标签对肽段进行化学标记，在质谱MS/MS级别实现相对定量，具有高通量、精确度高的优势，特别适合大规模临床样本研究。

（2）SILAC标记

稳定同位素标记细胞培养（SILAC）通过在细胞培养中引入轻重同位素氨基酸实现天然代谢标记，避免样品处理过程引入的偏差。SILAC特别适合细胞内动态变化研究，如药物刺激、信号通路调控等。

 

2、无标记定量方法（Label-Free Quantification, LFQ）

LFQ方法基于肽段离子信号强度或谱图计数进行定量，适用于探索性研究或大规模筛选项目。近年来，结合高灵敏度质谱平台和先进数据处理软件（如MaxQuant、Spectronaut），LFQ已能实现数千种蛋白质的高精度定量，在肿瘤标志物发现、免疫研究中展现出极高价值。

 

3、DIA模式的兴起

数据独立采集（DIA）技术通过系统性、无偏倚地采集全部肽段信号，极大提高了数据的重现性和准确性。SWATH-MS、BoxCar DIA、PASEF-DIA等新兴技术，使得DIA模式在复杂样本如组织、血浆、外泌体蛋白组学中获得广泛应用。

 

4、定量蛋白质组学在多组学整合中的角色

随着多组学（Multi-Omics）研究的发展，将定量蛋白质组学数据与转录组、代谢组、表观组学整合，成为解析复杂疾病机制的重要手段。LC-MS/MS生成的高质量定量数据为通路分析、网络构建和系统生物学研究提供了坚实支撑。

 

三、技术进展助力定量蛋白质组学发展

• 高分辨率质谱仪提升了蛋白鉴定深度和定量准确性。

• 纳升级液相色谱（nanoLC）拓展了微量样本（如单细胞）的定量能力。

• 高pH反相色谱分级与多维分离技术，显著提高了蛋白质组覆盖度。

• AI辅助谱图预测与识别（如Prosit、DeepMass），进一步提升了数据处理效率和准确性。

 

液相色谱-质谱联用技术正在不断拓展定量蛋白质组学的应用边界。从基础生物学研究到临床转化应用，LC-MS/MS以其无可比拟的分离与检测能力，为生命科学研究提供了强大动力。百泰派克生物科技基于先进的LC-MS/MS平台，结合系统优化的定量流程，为客户提供高质量的定量蛋白组分析服务。

 

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：

定量蛋白组分析