如何利用Label-Free Shotgun Proteomics实现蛋白全谱定量?

    在蛋白组学研究中,蛋白质定量不仅是基础任务,更是连接生物学表型与分子机制的关键环节。随着质谱技术的持续发展,Label-Free Shotgun Proteomics(无标记散弹枪蛋白质组学)因其无需化学标记、样本处理简单、适用于大规模样本比较等优势,已成为高通量蛋白定量的重要技术路线。

    一、什么是Label-Free Shotgun Proteomics?

    1、Shotgun Proteomics简介

    “Shotgun Proteomics”是一种基于bottom-up策略的质谱分析方法,通常流程包括:

    (1)蛋白样本裂解 →

    (2)胶内/液相胰蛋白酶消化 →

    (3)多肽混合物经LC-MS/MS分析 →

    (4)数据库搜索鉴定蛋白质。

    与“Targeted proteomics”不同,Shotgun策略不预设目标,而是通过数据驱动方式实现蛋白组的全局扫描和识别,因此被称为“散弹枪”式分析。

    2、Label-Free定量的原理

    在Label-Free模式下,蛋白定量不依赖任何同位素或化学标记,而是基于MS信号强度(Intensity-based)或谱图计数(Spectral Counting)进行推算:

    • MS1强度法(Peak Area / Ion Intensity):通过积分肽段的色谱峰面积反映其丰度;

    • 谱图计数法(Spectral Counting):统计与某蛋白相关的MS/MS谱图数目,间接反映其含量。

    这类方法可以在不引入额外成本的情况下,实现多个样本的定量比较,尤其适合大样本量和临床队列研究。

    二、Label-Free Shotgun的技术优势与挑战

    1、技术优势

    • 无需标记,样本处理流程简单;

    • 可扩展性强,适合多组学联合设计;

    • 适配不同样本类型,如组织、血清、细胞、外泌体等;

    • 支持重分析(re-analysis),便于数据复用。

    2、面临的挑战

    • 重复性与批间差异控制:样本前处理和LC-MS系统的稳定性直接影响定量精度;

    • 数据量庞大,计算需求高:需高效的数据处理与统计模型支持;

    • 肽段检测偏倚:低丰度蛋白或肽段易被遗漏。

    因此,选择经验丰富、平台成熟的质谱服务商至关重要。

    三、如何实现高质量的Label-Free蛋白全谱定量?

    1、样本制备标准化

    标准化的蛋白提取、酶解和纯化流程,是保证重复性和可比性的基础。百泰派克生物科技在此环节采用自动化样本前处理平台,最大限度降低人为误差。

    2、高分辨率质谱仪器支持

    我们部署了Orbitrap Exploris 480timsTOF Pro 2等高端质谱系统,具备如下优势:

    • 高动态范围 → 覆盖低丰度蛋白

    • 高扫描速度 → 提升蛋白识别数

    • 高质量分辨率 → 增强定量准确性

    3、严谨的LC-MS系统维护与QC体系

    定期使用标准蛋白混合物进行质控,确保数据的批间一致性仪器状态稳定性

    4、多层级定量策略融合

    除了传统的MS1强度定量,百泰派克生物科技还引入Match Between Runs(MBR)iBAQLFQ算法(如MaxQuant, Proteome Discoverer)等先进方法,实现更高的定量覆盖率和准确度。

    5、数据分析与生物信息挖掘

    我们配套提供从蛋白鉴定→差异分析→功能注释→通路富集的一站式数据分析服务,帮助客户快速从定量数据中提取生物学洞见。

    四、Label-Free Shotgun在科研中的应用

    1、疾病机制研究

    • 利用Label-Free定量发现癌症组织中的差异蛋白,为生物标志物筛选提供线索;

    • 解析免疫细胞在疾病状态下的蛋白表达图谱,揭示关键通路。

    2、药物靶点验证

    • 比较药物处理前后的蛋白表达变化,辅助评估靶向效果;

    • 联合代谢组数据进行整合分析,构建作用机制网络。

    3、生物标志物探索

    • 应用于血清/尿液等生物液,寻找无创标志物;

    • 联合机器学习方法,提高多蛋白panel筛选效率。

    五、百泰派克生物科技如何助力您的Label-Free蛋白定量研究?

    作为国内领先的多组学技术服务提供商百泰派克生物科技在蛋白组学领域深耕多年,已为数百家科研机构提供定制化服务。我们优势包括:

    • 高通量平台支持:年处理能力>3000个样本,适配大队列项目;

    • 科研+转化并重:服务涵盖基础研究、临床队列、CRO合作;

    • 技术团队背景扎实:核心成员来自中科院、985高校,具备强项目交付能力;

    • 高质量原始数据交付+定制报告支持:含定量矩阵、QC报告、差异分析图表及功能注释。

    Label-Free Shotgun Proteomics 作为一种高效、灵活的全谱定量方法,正在成为蛋白组研究的主力技术。通过科学的实验设计、稳定的质谱平台和专业的数据分析团队,您可以获得更加全面、准确和可解释的蛋白定量结果。如果您正准备开展相关研究,欢迎联系百泰派克生物科技获取专业建议和一对一技术支持。我们期待与您携手,把握每一个蛋白分子的科研价值。

    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

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