蛋白质翻译后修饰（Post-Translational Modifications, PTMs）在调控细胞功能、信号转导、代谢过程及疾病发生中扮演着核心角色。磷酸化、乙酰化、泛素化、甲基化等修饰形式，为蛋白质赋予了时空特异性和功能多样性，是理解蛋白功能状态的重要线索。随着质谱技术的发展，数据独立采集（Data-Independent Acquisition, DIA）尤其是SWATH-MS（Sequential Windowed Acquisition of All Theoretical Fragment Ion Mass Spectra）策略，正在成为PTM定量研究的重要手段，以其高通量、高重复性、无偏性等特点，助力科研人员实现对复杂生物样本中修饰蛋白的系统解析。

一、蛋白质翻译后修饰的复杂性与挑战

蛋白质翻译后修饰具有高度复杂性。一方面，多种修饰类型可作用于同一蛋白甚至同一氨基酸残基上，形成调控的协同或拮抗作用；另一方面，修饰通常以低丰度存在，且变化迅速，受细胞状态、外部刺激和发育阶段影响显著。此外，修饰位点的异构性也对分析提出了更高的分辨需求。在识别和定量这类修饰分子时，常受限于数据获取的片段性和样本重复性不高等问题，难以满足系统性研究的需求。基于DIA/SWATH的质谱采集方式，恰好以其覆盖全面、定量精确的特性，为翻译后修饰研究打开了新的可能性。

二、DIA/SWATH-MS：构建高维度的修饰蛋白质组数据

DIA/SWATH技术的基本原理是将整个质谱扫描范围划分为若干窗口，依次对所有窗口内的前体离子进行同步碎裂，并采集其全部MS/MS信息。这种采集策略不依赖前体强度，不会遗漏低丰度信号，能够在同一次分析中获取完整的片段谱图，从而实现对样本中所有可检测肽段的无偏分析。

在翻译后修饰研究中，这种采集模式带来了三大关键优势：

1、全面性与一致性

所有样本在相同条件下均被采集相同的数据维度，显著提升了不同实验批次、不同处理组间数据的可比性和稳定性。这对于动态修饰事件的追踪，如药物处理、细胞周期、炎症应答等研究场景尤为重要。

2、位点级别的修饰信息捕获

PTM定量的核心不仅在于检测修饰肽段，更在于精确定位修饰位点。DIA数据的高覆盖度使得研究人员可以借助高质量的谱图库或预测算法，对修饰位点进行准确判定，实现从肽段层面向位点层面的深入拓展。

3、适配复杂样本和多条件比较

在多组样本、多种处理条件的大规模实验设计中，DIA数据具有良好的批间一致性和高通量处理能力，可有效支持多变量统计分析、时间序列建模和系统生物学网络构建。

三、DIA在翻译后修饰研究中的关键流程

DIA/SWATH技术的高效运用，需依赖一整套优化流程，从样本前处理到数据分析，环环相扣。

1、修饰肽段的特异性富集

翻译后修饰常表现为低丰度、短暂且易受环境影响。为增强其在质谱中的检测能力，富集策略是第一道“筛选门槛”。例如，磷酸化通常使用金属离子亲和层析（IMAC）或二氧化钛（TiO₂）富集，乙酰化与泛素化则常依赖于特异性抗体进行免疫富集。高选择性与低非特异性结合率，是确保DIA分析成功的基础。

2、DIA谱图库构建与修饰信息整合

在DIA分析中，谱图库是实现修饰肽段识别与定量的核心资源。可采用两种方式进行构建：

• 实验谱库：通过前期DDA实验获取修饰肽段的碎片谱图，构建针对性强的定制库；
• 预测谱库：利用机器学习模型（如Prosit、DIA-NN）根据肽段序列预测其MS/MS特征，快速生成大规模、高覆盖率的修饰谱库。

高质量的谱图库，能显著提升修饰肽段的检出率和定量精度，尤其对于未知修饰位点的探索具有重要意义。

3、数据分析与生物学解释

PTM数据分析不仅关注定量水平的变化，更强调生物学意义的挖掘。例如：

• 位点特异性差异分析：识别在不同条件下显著变化的修饰位点；
• 修饰网络构建：解析特定修饰类型在信号通路、转录调控中的参与角色；
• 修饰间交互研究：探索磷酸化与乙酰化、泛素化之间的协同或竞争作用。

目前，已有多种专门用于DIA数据的分析软件支持PTM研究（如Spectronaut、DIA-NN、Skyline），可帮助科研人员从复杂数据中提取具有生物学意义的修饰信号。

基于DIA/SWATH的蛋白质翻译后修饰定量分析使研究者能够在大规模样本中稳定、准确地识别和量化修饰位点，推动生命科学从“结构识别”走向“功能解码”。百泰派克生物科技致力于为科研工作者提供高质量的SWATH定量蛋白组学服务，助力探索蛋白修饰的精细调控机制，共同推进生命科学的边界。

百泰派克生物科技特色项目

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

百泰派克生物科技七大检测平台

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

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