优化PRM定量蛋白质组学，实现高灵敏度低丰度蛋白检测

在疾病早筛、生物标志物验证及药物靶点发现等研究中，低丰度蛋白的精准检测一直是蛋白质组学领域的核心挑战。并行反应监测（Parallel Reaction Monitoring, PRM）技术，凭借其出色的定量准确性和特异性，正在成为靶向蛋白质组学研究的主流策略。通过系统优化PRM策略，科学家们正不断突破检测灵敏度的极限，推动低丰度蛋白的高质量定量分析。

 

一、PRM技术原理

PRM是一种基于高分辨率质谱（如Orbitrap）平台的靶向定量方法，与多反应监测（MRM）相比，其无需预先选择碎片离子，可同时监测目标肽段的所有产物离子，极大提升了定量的特异性与通量。

 

二、PRM的核心优势

→ 高选择性：借助高分辨率、高精度的质谱平台，有效区分同分异构体或背景干扰信号；

→ 高通量兼容性：支持多靶点并行监测，适用于复杂样本的多标志物分析；

→ 简化方法开发：不同于MRM需优化多个过渡离子，PRM方法建立更为高效、稳定。

然而，在应用PRM检测低丰度蛋白时，依旧面临诸如信号弱、离子抑制效应、肽段选择不当等诸多技术难题。

 

优化策略一：前处理流程精细化，提升靶肽富集效率

低丰度蛋白常常埋藏在高丰度背景（如白蛋白、免疫球蛋白）中，前处理效率直接决定其能否被成功捕获。当前，提升样本准备环节的富集效果，已成为优化PRM定量的关键前提。

※ 常见优化手段包括：

→ 高丰度蛋白去除（HAP depletion）：采用免疫亲和柱或磁珠法选择性去除血清/血浆中的高丰度成分；

→ 目标蛋白富集技术：如免疫沉淀（IP）、亲和捕获或磁珠结合肽段选择技术（SISCAPA）；

→ 微量样本预处理平台：利用微流控芯片、自动化平台减少样本损耗，提升靶标回收率。

 

优化策略二：肽段筛选与标准品设计的科学性

PRM定量依赖于对特异性肽段的精准识别与监测。若靶肽在酶切效率、离子化能力或保留时间等方面表现欠佳，容易导致定量偏差。

※ 优化肽段选择的原则包括：

→ 肽段应唯一对应目标蛋白，无同源性干扰；

→ 应避免含有修饰位点、易氧化的氨基酸（如Met、Cys）；

→ 应具备良好的MS响应、稳定的保留时间和酶切效率。

此外，采用稳定同位素标记肽段（SIS peptides）作为内标，可显著提升定量准确性，尤其是在复杂背景下的低丰度蛋白分析中发挥作用。

 

优化策略三：质谱参数调优与仪器平台选择

质谱参数设置是决定PRM灵敏度的“最后一公里”。合理优化采集窗口、碰撞能量（CE）和离子积累时间（IT），有助于强化目标信号、抑制背景干扰。

※ 常见优化方向包括：

→ 采集窗口精细化：缩短或错开监测窗口，避免信号重叠；

→ 增强离子聚集时间：适度延长IT以增强信号，但需平衡采样周期；

→ 多级筛选精度调节：在Orbitrap平台上调节分辨率与扫描速度的权衡，提升数据质量。

 

优化策略四：数据分析算法赋能，精准挖掘低信号

对于低丰度信号的提取与判别，传统分析软件易受干扰峰影响而产生假阳性或漏报。借助人工智能与深度学习算法的新一代数据处理平台，正在为PRM数据赋予更强的灵敏度与可重复性。

※ 例如：

→ Skyline软件支持自定义靶点、校准线绘制及多批次对比；

→ DIA-NN、Spectronaut等AI工具提升背景建模能力，优化信噪比；

→ 多指标数据整合：将肽段丰度、保留时间稳定性与多肽冗余信息综合打分，提升定量置信度。

 

PRM定量蛋白质组学正在成为精确医学研究的关键技术之一。通过在样本准备、肽段设计、质谱采集及数据处理等环节的系统优化，科学家正不断拓展低丰度蛋白的检测边界。百泰派克生物科技致力于为科研客户提供高灵敏、高准确、高重现性的PRM定量解决方案。无论是早期标志物验证，还是靶向蛋白通量监测，我们都能提供从项目设计到交付的全流程一站式服务。欢迎联系百泰派克，获取定制化靶向蛋白质组学项目方案，让精准定量更进一步！

 

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：

靶向蛋白质组学