二级质谱定量

二级质谱定量的原理与应用进展

在现代dànbáizhì组学和代谢组学研究中，二级质谱定量已成为解析复杂生物样品中分子组成与动态变化的核心技术。其核心原理基于质谱仪对目标分子的一级质谱（MS1）筛选后，通过碰撞诱导解离（CID）或高能碰撞解离（HCD）生成特征性子离子（MS2），再通过子离子信号强度或计数实现juéduì或相对定量。与一级质谱定量相比，二级质谱定量通过碎片离子的特异性检测显著降低了背景干扰，尤其适用于低丰度分子或同分异构体的区分。目前主流策略包括数据依赖性采集（DDA）、数据非依赖性采集（DIA）以及平行反应监测（PRM），其中DIA技术如SWATH-MS通过分段扫描实现了全谱覆盖与高重复性的平衡，而PRM则通过靶向二级质谱扫描达到超高灵敏度。

二级质谱定量的技术选择需权衡通量、灵敏度和准确性。同位素标记（如TMT、iTRAQ）可通过化学衍生实现多重样本平行定量，而标记自由策略（Label-free）则更适用于大样本队列研究。仪器方面，Orbitrap系列凭借高分辨率和质量精度在复杂基质分析中占据优势，而三重四极杆质谱（QQQ）因其稳定的定量性能仍是临床 biomarker 验证的金标准。具体费用需要根据实验需求和样品情况来确定。近年来，人工智能辅助的二级质谱数据解析（如DIA-NN）进一步提升了肽段鉴定的深度，使得单细胞dànbáizhì组定量成为可能。

在代谢组学领域，二级质谱定量通过中性丢失扫描（Neutral Loss Scan）或母离子扫描（Precursor Ion Scan）实现了对特定代谢通路产物的靶向追踪。例如，在脂zhìzǔxué中，通过监测磷酸dǎnjiǎn片段（m/z 184.07）可特异性定量磷脂酰dǎnjiǎn类物质。此外，二级质谱定量与离子淌度分离（IMS）的联用显著改善了异构体分辨能力，如区分糖基化位点差异的糖肽。值得注意的是，定量准确性高度依赖碎片离子选择策略，需优化碰撞能量以避免低质量区间的信号饱和或碎片不足。

常见问题：

Q1. 二级质谱定量中如何平衡DDA和DIA模式的选择？

A：DDA适用于已知目标物的深度覆盖，其通过强度阈值触发二级扫描，但易丢失低丰度信号；DIA通过全分段扫描无偏捕获所有碎片，适合发现性研究，但需依赖谱图库解卷积。若样本复杂度高且目标物未知，推荐DIA-SWATH结合机器学习去卷积。

Q2. 在低样本量（如单细胞）分析中，二级质谱定量如何解决信号强度不足的问题？

A：可采用纳升液相色谱（nanoLC）减少样品稀释，结合离子淌度分离提升峰容量；数据采集时启用动态排除（Dynamic Exclusion）避免重复碎片化，同时使用高灵敏度检测器（如Orbitrap Astral）提高离子利用率。此外，累积多次MS2扫描（Multi-notch MS3）可提升信噪比。