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；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

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6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!