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Top-Down蛋白質組學的優勢和局限檢測技術服務詳情介紹
Top-Downdànbáizhì組學的優勢與局限:完整結構信息的代價與突破
隨著dànbáizhì組學研究不斷邁向更高分辨率與更細結構層級,Top-Downdànbáizhì組學(Top-Down Proteomics, TDP)因其對完整dànbáizhì進行直接質譜分析的能力,正在成為研究dànbáizhì異構體、翻譯后修飾及功能多樣性的關鍵工具。然而,這項技術雖具有諸多dútè優勢,也存在一定的技術與應用局限。本文將從科學視角出發,系統總結Top-Downdànbáizhì組學的核心優勢與當前瓶頸,并探討其未來發展趨勢。
一、Top-Downdànbáizhì組學的核心優勢
1、全序列+翻譯后修飾同步獲取
Top-Down可直接分析未酶切的完整蛋白,天然保留所有翻譯后修飾(PTMs),包括磷酸化、乙酰化、糖基化、羥基化等。相比Bottom-Up的“肽段分析+拼接推測”,Top-Down提供的是原子級別的修飾位點和組合信息。
2、高分辨率識別蛋白異構體(Proteoforms)
同一基因編碼的dànbáizhì,可能通過替代剪接、突變、翻譯后修飾等形成多個功能不同的“proteoform”。Top-Down能夠在一級質譜上jīngzhǔn區分這些亞型,為研究dànbáizhì功能異質性、疾病機制提供直接證據。
3、減少假陽性和鑒定歧義
Bottom-Up常因肽段重復性高、序列共享,導致蛋白鑒定存在“拼接錯誤”或“部分配對”的情況。而Top-Down通過完整質量與序列碎片雙重識別,大幅降低鑒定歧義,特異性顯著提高。
4、適用于生物藥質量控制與結構驗證
在單克隆抗體、重組蛋白藥等領域,Top-Down可用于檢測氧化、裂解、糖型異構體等微結構差異,已成為FDA和EMA支持的藥品質控手段之一。
5、數據更利于結構-功能關系分析
因具備dànbáizhì“原始構象”的視角,Top-Down更適合整合dànbáizhì與表型之間的關系,有利于發展結構功能組學(structural-functional proteomics)。
二、Top-Downdànbáizhì組學的主要局限
1、對大分子蛋白識別能力有限
當前Top-Down分析zuì適宜dànbáizhì分子量為3–30 kDa,高于50 kDa的dànbáizhì在電噴霧離子化、色譜分離和碎裂效率上均存在明顯困難。因此,對于大分子蛋白和膜蛋白,依然面臨技術瓶頸。
2、色譜和質譜儀器要求高,成本較大
Top-Down需配備高分辨質譜儀(如Orbitrap Eclipse、FT-ICR)和高性能色譜系統,同時對碎片模式(ETD/HCD/UVPD)支持程度要求jígāo,設備采購與運行維護成本高昂。
3、樣本前處理挑戰多,重復性需優化
樣本必須低鹽、無變性、無聚合、無脂類污染,這對常規蛋白提取流程提出挑戰。且蛋白定量線性范圍有限、重復性較Bottom-Up稍差。
4、數據分析算法門檻高,標準化待完善
Top-Down譜圖復雜,需zhuānyè軟件(TopPIC、ProSight PC、ProteoformAI等)處理,且缺乏統一標準的質量評估與比對流程,影響臨床應用轉化。
5、不適合高通量全組學篩選
雖然Top-Down單樣本解析能力強,但不適合一次性分析上千種dànbáizhì的全組學任務。因此,在全組水平研究中,常需與Bottom-Up策略聯合使用。
三、Top-Downdànbáizhì組學適合應用場景
1、蛋白藥結構確認(抗體片段、融合蛋白)
2、毒液、天然活性蛋白、合成生物產品結構分析
3、翻譯后修飾定位與功能研究
4、蛋白異構體鑒定
5、jīngzhǔn標志物結構驗證
Top-Downdànbáizhì組學以其對完整蛋白結構的保留能力,彌補了Bottom-Up方法在翻譯后修飾識別和異構體區分方面的不足,尤其適用于蛋白藥質量控制、毒液蛋白解析和功能結構研究等高精度場景。它不僅提供蛋白“看得見”的全貌,也為結構-功能關系的深入理解打開新路徑。然而,Top-Down仍面臨樣本處理復雜、儀器要求高、數據解析難度大等現實挑戰,短期內尚難取代Bottom-Up在全組水平的高通量應用。在jīngzhǔndànbáizhì研究與結構解析需求不斷提升的當下,Top-Down作為“深解析”技術的代表,將成為gāoduān蛋白組學平臺bùkěhuòquē的一環。百泰派克生物科技將持續推動Top-Down技術走向實用化,為科研與產業賦能。
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質譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統對dànbáizhì序列進行分析,提供基于質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。
※服務優勢:
1.采用目前世界上*的質譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;
2.可實現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質譜平臺結合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、大樣本群醫學及高通量修飾組學等研究工作。
※服務優勢:
1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規模實驗分析,發現新的生物標記物;
2.體內體外多種dànbáizhì標記方法,適用于分析組織、細胞、血液等多種樣品;
3.質譜分析靈敏度高,實驗結果重復度高;
4.可檢測較低豐度蛋白,線性范圍廣;
5.zhuānyè生物信息學分析,分析更系統準確。
三、單細胞質譜流式技術分析
百泰派克生物科技采用Fluidigm質譜流式系統進行單細胞質譜流式技術分析,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譜(ICP-MS)分析單個細胞的原子質量譜,zuì后將原子質量譜數據轉換為細胞表面和內部的信號分子表達量。
※服務優勢:
1.技術*,填補技術空白
采用金屬標記抗體技術,避免了傳統流式熒光通道少且易相互影響的問題。可在單細胞層面上對多種指標同時進行表征,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目一般在2x10^4個左右,而流式質譜技術一次(單樣本)就可分析至少10^5的細胞,實現了數量級的提高,且成本不高于單細胞RNAseq。
3.應用前景大
①流式質譜結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合會有新應用方向。除常規蛋白外,質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、基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現
百泰派克生物科技的基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現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構分析,到產品變異性和純度分析。旨在提供優質生物藥物分析服務,幫助生物醫藥生產商提高生物藥物品質。
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,生物質譜多組學優質服務商
北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫療器械行業提供質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等的法規和指導原則,通過CNAS/ISO9001雙重質量體系認證,建立了完備的質量體系,數據冷熱/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、藥物申報注冊和生產放行。
1.公司采用ISO9001質量控制體系,zhuānyè提供以質譜為基礎的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的藥物質量研究服務;
3.業務范圍覆蓋dànbáizhì組學、多肽組學、代謝組學、生物藥物表征、單細胞分析、單細胞質譜流式、生信云分析以及多組學生物質譜整合分析等;
4.七大質量控制檢測平臺,滿足您一站式服務需求;
5.服務3000+企業,10000+客戶的選擇;
6.致力于為您提供優質的生物質譜分析服務!