單細胞蛋白質(zhì)組學分析：方法與關鍵技術檢測技術服務詳情介紹

在現(xiàn)代生命科學研究中，理解細胞間的異質(zhì)性對于解析疾病機制、開發(fā)jīngzhǔn治療和重建組織發(fā)育圖譜具有重要意義。單細胞RNA測序已在轉(zhuǎn)錄水平提供了豐富信息，但dànbáizhì作為直接執(zhí)行功能的分子，更能真實反映細胞狀態(tài)。因此，單細胞dànbáizhì組學（Single-Cell Proteomics, SCP）逐步成為探索細胞命運、狀態(tài)和調(diào)控機制的關鍵技術。單細胞dànbáizhì組學的目標是在單細胞水平準確檢測和定量dànbáizhì表達、翻譯后修飾與調(diào)控網(wǎng)絡。

一、單細胞dànbáizhì組學的分析框架

1、技術目標

單細胞dànbáizhì組學旨在實現(xiàn)以下目標：

• 定量分析：在單細胞分辨率下，獲取dànbáizhì的相對或juéduì表達水平；

• 高通量檢測：支持多個單細胞并行分析，構(gòu)建細胞異質(zhì)性圖譜；

• 生物學功能還原：鏈接蛋白表達數(shù)據(jù)與細胞功能、狀態(tài)、路徑圖譜。

2、實驗基本流程

SCP通常包括以下步驟：

單細胞分離、樣品裂解與酶解、蛋白/肽段富集、標記與上樣（如使用TMT）、質(zhì)譜分析、數(shù)據(jù)解讀與功能注釋

各步驟需要與微量樣本處理、高靈敏度檢測及高精度定量相匹配。

二、主流分析方法與策略

1、Tandem Mass Tag（TMT）標記策略

TMT標簽是一種化學標記試劑，能夠?qū)⒉煌瑯悠分械碾亩瓮ㄟ^同位素標簽進行區(qū)分。它廣泛應用于單細胞dànbáizhì組學，結(jié)合“載體通道（carrier channel）"技術使用：

• 載體通道提供信號增強，通常由數(shù)百個相同類型細胞組成；

• 單細胞樣本通過獨立標簽標記，與載體混合后共同進樣；

• 利用高分辨率質(zhì)譜識別肽段并解碼標簽，實現(xiàn)多樣本并行定量。

TMT策略的優(yōu)勢在于通量高、定量一致性強、適配性好，已成為當前質(zhì)譜型SCP的主流技術路徑。

2、標簽自由定量（Label-Free Quantification）

不使用任何標簽，直接基于肽段離子峰強度進行定量。該方法在樣本前處理上更簡潔，適合探索性或低通量研究場景。為提高靈敏度，常配合以下手段：

• 納升液相色譜（nanoLC）：減少樣品稀釋；

• 離子遷移譜（IMS）：提升肽段分離度；

• 增強型質(zhì)譜平臺：如ZenoTOF或timsTOF。

盡管標簽自由法的重復性和定量精度相對較低，但隨著算法改進和儀器性能提升，正在逐步拓寬其應用范圍。

3、抗體結(jié)合策略

質(zhì)譜外的另一類方法是基于抗體檢測dànbáizhì的策略，代表性技術包括：

• CyTOF（金屬標記質(zhì)譜流式）：使用稀有金屬標記抗體，對表面或胞內(nèi)蛋白進行多通道并行檢測；

• CITE-seq：將抗體上的條形碼與單細胞RNA測序融合，獲得dànbáizhì與轉(zhuǎn)錄信息。

這類方法適用于已知靶標的高通量檢測場景，廣泛應用于免疫學和腫瘤微環(huán)境研究。

三、關鍵技術節(jié)點詳解

1、單細胞分選與上樣技術

單細胞樣品質(zhì)量直接決定后續(xù)分析的可靠性。主流的單細胞分選方式包括：

• FACS（熒光活化細胞分選）：高通量，適用于懸浮細胞；

• 微流控平臺：如Fluidigm C1，可實現(xiàn)自動化；

• 顯微操作或自動移液平臺：適合貼壁細胞、稀有細胞分選。

分選后細胞需迅速轉(zhuǎn)入低體積反應體系（一般為納升級至皮升級），避免蛋白降解或吸附損失。

2、蛋白裂解與酶解處理

由于單細胞dànbáizhì總量極少，目前廣泛采用的優(yōu)化手段包括：

• 低吸附耗材：如硅化反應管、微反應片；

• 磁珠輔助酶解：提高酶反應效率；

• 熱處理與變性劑聯(lián)用：加速裂解過程。

部分平臺如nPOP將蛋白裂解、酶解、標記整合于微滴中，極大提升了樣品回收率與標準化水平。

3、高靈敏度質(zhì)譜檢測平臺

質(zhì)譜平臺是SCP的核心工具，其性能決定數(shù)據(jù)深度與準確度。常用平臺包括：

• Thermo Orbitrap Eclipse/Fusion Lumos：高分辨率、穩(wěn)定性強；

• Sciex ZenoTOF 7600：信號增強能力強；

• Bruker timsTOF SCP：支持PASEF+DIA組合模式，實現(xiàn)超高靈敏度與高覆蓋率。

結(jié)合納升液相和自動上樣系統(tǒng)，當前SCP方案可實現(xiàn)每個細胞檢測上千個蛋白，覆蓋細胞主要功能通路。

4、數(shù)據(jù)分析與注釋方法

SCP數(shù)據(jù)處理流程一般包括以下步驟：

• 質(zhì)譜原始數(shù)據(jù)解析與肽段識別

• 蛋白歸屬與定量矩陣構(gòu)建

• 批間歸一化與缺失值處理

• 差異表達分析、功能富集與聚類分類

為解決單細胞數(shù)據(jù)中的稀疏性與變異性，常結(jié)合機器學習算法如PCA、t-SNE、UMAP或聚類分析實現(xiàn)數(shù)據(jù)降維與亞群識別。

單細胞dànbáizhì組學將“群體平均"研究推向“個體jīngzhǔn"的新時代。在蛋白水平jīngquè還原細胞狀態(tài)，正成為揭示生物調(diào)控機制、解碼疾病異質(zhì)性與開發(fā)jīngzhǔn治療策略的有力工具。隨著技術流程持續(xù)標準化、分析平臺不斷進化，單細胞dànbáizhì組學有望在基礎科研與臨床研究中扮演更加核心的角色。百泰派克生物科技將持續(xù)聚焦該領域前沿進展，提供高質(zhì)量的單細胞dànbáizhì組學分析服務，協(xié)助科研人員jīngzhǔn獲取、解讀與應用高質(zhì)量dànbáizhì組數(shù)據(jù)，助力揭示細胞復雜性的本質(zhì)。

百泰派克生物科技特色項目

一、蛋白測序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質(zhì)譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統(tǒng)對dànbáizhì序列進行分析，提供基于質(zhì)譜的蛋白測序分析服務，包括對dànbáizhì的氨基酸組成分析，Nduāncèxù，Cduāncèxù和全序列分析，以及基于埃德曼降解的dànbáizhìN端序列分析服務。對于未知理論序列的dànbáizhì，提供基于從頭測序法的dànbáizhì從頭測序服務，對蛋白序列進行分析。

※服務優(yōu)勢：

1.采用目前世界上優(yōu)良的質(zhì)譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實現(xiàn)對所測定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測定蛋白N端多達 70個氨基酸序列;

4.可測定多種形式的樣品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白條帶;

5.樣品用量低: 蛋白樣品僅需 5-10ug，即可完成檢測;

6.測序不受N端封閉，PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

二、dànbáizhì組學

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質(zhì)譜平臺結(jié)合Nano-LC，提供定量dànbáizhì組學、靶向dànbáizhì組學、多肽組學、翻譯后修飾蛋白組學等多種dànbáizhì組學分析服務。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4Ddànbáizhì組學服務，助力微量樣本蛋白組學、大樣本群醫(yī)學及高通量修飾組學等研究工作。

※服務優(yōu)勢：

1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規(guī)模實驗分析，發(fā)現(xiàn)新的生物標記物;

2.體內(nèi)體外多種dànbáizhì標記方法，適用于分析組織、細胞、血液等多種樣品;

3.質(zhì)譜分析靈敏度高，實驗結(jié)果重復度高;

4.可檢測較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學分析，分析更系統(tǒng)準確。

三、單細胞質(zhì)譜流式技術分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質(zhì)譜流式系統(tǒng)進行單細胞質(zhì)譜流式技術分析，采用金屬元素標記物（通常是金屬元素標記的特異抗體）標記細胞表面和內(nèi)部的分子，然后用流式細胞原理分離單個細胞，再用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）分析單個細胞的原子質(zhì)量譜，zuì后將原子質(zhì)量譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為細胞表面和內(nèi)部的信號分子表達量。

※服務優(yōu)勢：

1.技術優(yōu)良，*技術空白

采用金屬標記抗體技術，避免了傳統(tǒng)流式熒光通道少且易相互影響的問題?？稍趩渭毎麑用嫔蠈Χ喾N指標同時進行表征，百泰派克生物科技可做到同時檢測51個目標蛋白。

2.分析數(shù)量大，成本較低

單細胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細胞匯總的分析數(shù)目一般在2x10^4個左右，而流式質(zhì)譜技術一次（單樣本）就可分析至少10^5的細胞，實現(xiàn)了數(shù)量級的提高，且成本不高于單細胞RNAseq。

3.應用前景大

①流式質(zhì)譜結(jié)果可以給出細胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標簽技術與其他技術結(jié)合會有新應用方向。除常規(guī)蛋白外，質(zhì)譜流式細胞技術還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測細胞存活率、細胞大小、mRNA轉(zhuǎn)錄子表達量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學分析及新抗原發(fā)現(xiàn)

百泰派克生物科技的基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學分析及新抗原發(fā)現(xiàn)一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實現(xiàn)10,000個以上I型多肽和10,000個以上II型多肽的鑒定和識別。通過我們優(yōu)化的高通量免疫多肽組學分析平臺進行免疫肽組學分析，可從zuì小的樣品材料中進行可重復的識別和定量。該服務可以應用于大規(guī)模的研究，旨在助力科研工作者尋找癌癥、免疫疾病及傳染病的解決方案，深入挖掘未知的靶標。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質(zhì)譜技術，MALDI TOF，高效色譜分離技術，提供一系列完善的生物藥物分析方案，從dànbáizhì、多肽、抗體、疫苗等生物制品的氨基酸組成和一級結(jié)構(gòu)分析，到產(chǎn)品變異性和純度分析。旨在提供優(yōu)質(zhì)生物藥物分析服務，幫助生物醫(yī)藥生產(chǎn)商提高生物藥物品質(zhì)。

百泰派克生物科技七大檢測平臺

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物質(zhì)譜多組學優(yōu)質(zhì)服務商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫(yī)療器械行業(yè)提供質(zhì)量控制檢測和項目驗證等zhuānyè服務。公司實驗室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規(guī)和指導原則，通過CNAS/ISO9001雙重質(zhì)量體系認證，建立了完備的質(zhì)量體系，數(shù)據(jù)冷熱/異地備份，設備定期計量/期間核查，軟件審計追蹤，為客戶提供一體化解決方案和技術服務，支持新藥研發(fā)、藥物申報注冊和生產(chǎn)放行。

1.公司采用ISO9001質(zhì)量控制體系，zhuānyè提供以質(zhì)譜為基礎的CRO檢測分析服務；

2.獲國家CNAS實驗室認可，為客戶提供符合全球藥政法規(guī)的藥物質(zhì)量研究服務；

3.業(yè)務范圍覆蓋dànbáizhì組學、多肽組學、代謝組學、生物藥物表征、單細胞分析、單細胞質(zhì)譜流式、生信云分析以及多組學生物質(zhì)譜整合分析等；

4.七大質(zhì)量控制檢測平臺，滿足您一站式服務需求；

5.服務3000+企業(yè)，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)譜分析服務!

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