质谱多肽定量

质谱多肽定量的技术原理与应用进展

 

在现代蛋白zhìzǔxué研究中，对多肽的jīngquè定量是解析生物过程分子机制的关键环节。质谱多肽定量技术通过高分辨率质谱仪检测多肽离子的质荷比（m/z）及信号强度，结合同位素标记或非标记策略，实现对复杂生物样本中目标多肽的juéduì或相对定量。该技术的核心优势在于其高灵敏度与特异性，可检测低至阿摩尔（amol）级别的多肽，同时兼容复杂基质（如血清、组织裂解液）的分析。目前，基于质谱多肽定量的方法已广泛应用于疾病标志物筛选、药物靶点验证以及翻译后修饰动态研究等领域。

 

质谱多肽定量的实现依赖于两类主要策略：biāojìdìng量与非biāojìdìng量（Label-free）。biāojìdìng量技术中，同位素标记（如TMT、iTRAQ）通过引入质量差异标签，使不同样本的多肽在质谱中产生可区分的信号峰，从而通过峰面积比值计算相对丰度。此类方法的实验成本较高，具体费用需要根据实验需求和样品情况来确定，但其批次间重复性优于非标记技术。而非biāojìdìng量则通过直接比较不同样本中同一多肽的质谱响应强度（如峰高或积分面积），无需化学修饰，更适合大样本队列研究，但对仪器稳定性和数据分析算法要求更为严格。

 

近年来，靶向质谱多肽定量技术（如PRM、SRM）因高准确度成为临床前研究的金标准。其通过预先选择目标多肽的母离子及特征碎片离子，在质谱中定向监测特定离子对，显著降低背景干扰。例如，在癌症蛋白zhìzǔxué中，PRM技术可实现对EGFR信号通路中磷酸化多肽的皮摩尔级定量，为耐药机制研究提供数据支持。此外，新型数据依赖性采集（DDA）与数据非依赖性采集（DIA）模式的优化，进一步提升了质谱多肽定量的覆盖深度与重现性。DIA技术（如SWATH-MS）通过循环采集所有前体离子的碎片谱图，结合谱图库解卷积，可实现数千种多肽的同步定量。

 

质谱多肽定量的数据分析流程亦面临挑战。原始质谱信号需经过峰提取、噪声过滤、同位素校正等步骤，再通过zhuānyè软件（如MaxQuant、Skyline）完成定量计算。其中，离子抑制效应和共洗脱肽段的干扰可能影响定量准确性，需通过色谱梯度优化或离子淌度分离（如HDMSE）加以缓解。此外，实验设计中的生物学重复数、样本制备标准化程度等因素均会显著影响zuì终数据的可靠性。

 

常见问题：

 

Q1. 如何选择质谱多肽定量中标记与非标记方法的适用场景？

A：标记方法适用于样本数较少（如<10组）且需高重复性的实验，例如细胞信号通路的时间序列分析；非标记方法更适合大队列样本（如临床队列）或需要保留样本完整性的研究，但需严格控制样本制备与仪器状态以减少批次效应。

 

Q2. 质谱多肽定量中如何验证低丰度多肽的定量结果可靠性？

A：可通过合成同位素标记的相同多肽作为内标（SIS），添加到样本中作为阳性对照；同时结合保留时间对齐、碎片离子匹配度（如dotp值>0.8）及手动谱图验证，确保定量的特异性。对于极低丰度目标，可采用免疫富集（如SISCAPA）提升信噪比。