在后基因组时代，研究人员越来越关注蛋白质层面的动态变化，以弥补基因组和转录组信息的不足。质谱（Mass Spectrometry, MS）作为现代蛋白质组学研究的核心工具，不断推动生物医学研究的深度与广度。而在众多质谱采集模式中，数据非依赖采集（Data-Independent Acquisition, DIA），尤其是SWATH-MS技术，因其高通量、低缺失率和良好的重现性，正在成为定量蛋白质组学研究的重要趋势。本文将系统解析DIA蛋白质组学的原理与实验流程，聚焦SWATH-MS技术的特点及其在科研中的应用场景，同时介绍百泰派克生物科技在该领域的专业服务能力。

一、从DDA到DIA：蛋白质组学数据采集模式的演进

1、DIA蛋白质组学的局限性

在传统的蛋白质组学中，数据依赖采集（Data-Dependent Acquisition, DDA）模式是最早被广泛应用的质谱采集方式。其基本逻辑是：在一次MS1扫描后，选择强度最高的前体离子进行MS2碎裂分析。这种策略虽然效率高，但存在明显缺点：

（1）偏向高丰度蛋白：低丰度蛋白及其肽段易被遗漏。

（2）结果重复性差：每次采集的“top N”离子可能不同，导致不同实验之间数据一致性较差。

（3）存在“缺失值”问题：在群体样本分析中，部分蛋白仅在个别样本中被检测到，影响统计分析的可靠性。

2、DIA蛋白质组学的突破

为克服上述问题，DIA技术应运而生。与DDA不同，DIA不再依赖于离子强度进行碎裂选择，而是对预设的m/z窗口内的所有母离子进行同步碎裂。通过对全m/z范围进行系统性扫描，实现几乎全谱覆盖，显著提升数据的完整性与实验重复性。DIA的优势包括：

（1）更高的蛋白覆盖率，尤其适合复杂样本。

（2）更低的“缺失值”，提升统计学分析的稳定性。

（3）可复用的原始数据，适合后期深度挖掘。

二、SWATH-MS：DIA技术的代表性实现方式

1、SWATH-MS的基本原理

SWATH-MS（Sequential Window Acquisition of All Theoretical Mass Spectra）由SCIEX公司于2012年推出，是DIA策略中最具代表性的应用平台。其核心思路是：

（1）m/z范围划分：将质谱范围（如400–1200 m/z）均匀或非均匀地划分为若干个窗口（如25 Da每个，共32–100个窗口）。

（2）窗口依次扫描：每个窗口内的所有母离子同步碎裂，采集其MS2谱图。

（3）数据解卷积：借助光谱库和算法对复杂MS2谱图进行识别与定量。

该策略使得实验中所有肽段均被系统性记录，极大提升了蛋白组的覆盖广度和实验数据的一致性。

三、以SWATH-MS为例——DIA蛋白质组学的完整实验流程解析

为了获得高质量的DIA蛋白质组数据，必须严格遵循标准化的实验流程。以下是SWATH-MS技术的常规操作步骤：

1、样本准备与蛋白提取

（1）样本类型多样：细胞、组织、血清、脑脊液、外泌体等。

（2）蛋白裂解与定量：使用SDS、尿素或RIPA等裂解液，配合BCA法定量。

（3）酶解：常用胰蛋白酶（Trypsin）进行酶解，形成可分析的肽段混合物。

在百泰派克生物科技，针对不同样本类型（如低丰度外泌体），采用定制化裂解和富集策略，保障蛋白提取的充分性和一致性。

2、LC-MS/MS数据采集

（1）质谱平台：主流仪器包括SCIEX TripleTOF 6600+、Thermo Orbitrap Exploris系列等。

（2）采集方式：设置好窗口数量与宽度（如32个25 Da窗口），进行全扫描。

（3）运行时间：根据色谱分离复杂度，一般为60–120分钟。

3、光谱库建立或匹配

DIA数据需结合光谱库进行解卷积，光谱库可来源于：

（1）自建DDA实验：对相同样本进行一次DDA实验，构建定制库。

（2）预测库（in silico）：利用DIA-NN等软件根据FASTA数据库预测肽段MS2谱图。

（3）公共数据库：如SWATHAtlas等公开光谱库。

百泰派克生物科技提供自建人源、鼠源、植物等多物种高质量光谱库，并支持in silico预测策略，覆盖更广泛蛋白种类。

4、数据分析与差异蛋白筛选

（1）定量分析：使用Spectronaut、DIA-NN、Skyline等专业软件，实现高精度定量。

（2）差异筛选：结合统计学方法（如t-test、ANOVA、FDR校正）识别显著差异蛋白。

（3）可视化：火山图、热图、PCA分析、富集通路图等一站式展示。

5、生物信息学分析

（1）功能注释：GO术语、生物过程、分子功能分析。

（2）通路富集：KEGG、Reactome等数据库用于信号通路解析。

（3）PPI网络：构建蛋白互作网络，挖掘关键节点蛋白。

三、SWATH-MS的技术优势与科研应用价值

四、典型应用领域

（1）肿瘤蛋白质组学：发现与肿瘤发生发展相关的蛋白标志物。

（2）药物靶点研究：揭示候选药物对蛋白表达的调控机制。

（3）免疫/炎症研究：分析免疫应答中的蛋白动态变化。

（4）多组学整合：与转录组、代谢组等联合分析，实现系统生物学解析。

百泰派克生物科技：专业DIA蛋白组服务平台

作为国内领先的蛋白质组学服务提供商，百泰派克生物科技在DIA/SWATH-MS领域积累了丰富经验，构建了从样本预处理到高质量报告的一站式服务体系：

（1）高标准实验平台：搭载SCIEX TripleTOF与Orbitrap双质谱系统，满足不同项目需求。

（2）智能化数据分析：整合DIA-NN与Spectronaut双算法平台，提高定量精度。

（3）高质量光谱库支持：覆盖人、小鼠、大鼠、植物等常用物种。

（4）可视化结果报告：标准化交付，支持SCI期刊图表格式。

（5）生信专家团队：为复杂数据解读、机制挖掘提供一对一支持。

无论是临床样本队列分析，还是基础研究中的蛋白筛选，百泰派克均可提供定制化解决方案，助力课题顺利发表与成果转化。DIA蛋白质组学，尤其是以SWATH-MS为代表的先进技术，正成为生命科学研究中的关键工具。其高通量、高重现性、低缺失率的特性，使其特别适合应用于大规模、多组学、临床转化等研究场景。随着质谱硬件、数据算法和光谱库资源的不断完善，DIA的应用边界将进一步拓展。未来，它有望在个体化医疗、药物开发、疾病机制研究等领域释放更大潜能。百泰派克生物科技将继续秉承“科研可信赖，数据有力量”的理念，为科研人员提供专业、高效、可信赖的DIA蛋白质组学服务，共同加速科学发现与技术突破。

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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；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!

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