SILAC標記法在定量蛋白質(zhì)組學中的應用與挑戰(zhàn)檢測技術服務詳情介紹

在定量dànbáizhì組學（Quantitative Proteomics）領域，準確、可重復地測量不同樣本間dànbáizhì豐度變化，是揭示生物學機制的關鍵。穩(wěn)定同位素標記氨基酸細胞培養(yǎng)（SILAC, Stable Isotope Labeling by Amino acids in Cell culture）作為一種經(jīng)典的代謝標記技術，通過在細胞生長過程中引入重同位素標記氨基酸，實現(xiàn)高精度、系統(tǒng)性的dànbáizhì定量。本文聚焦SILAC在定量dànbáizhì組學中的應用價值與面臨的挑戰(zhàn)。

一、SILAC在定量dànbáizhì組學中的工作原理

SILAC基于在細胞培養(yǎng)體系中添加輕（"light"）或重（"heavy"）穩(wěn)定同位素標記氨基酸（如^13C或^15N標記的賴氨酸和jīngānsuān）。細胞在代謝過程中自然整合這些標記氨基酸至新合成蛋白中。當不同條件下培養(yǎng)的細胞（例如處理組與對照組）合并并共同進行dànbáizhì提取、酶解和質(zhì)譜分析時，通過檢測肽段質(zhì)量差異，即可實現(xiàn)jīngzhǔn的dànbáizhì豐度比較。這種標記方式直接發(fā)生在細胞水平，避免了后期樣本處理引入的定量偏差，成為早期定量dànbáizhì組學中應用zuì廣泛、zuì具代表性的策略之一。

二、SILAC在定量dànbáizhì組學中的應用價值

1、高精度的相對定量能力

由于標記發(fā)生在細胞內(nèi)且天然存在于所有dànbáizhì分子中，SILAC極大降低了樣本間處理差異帶來的誤差。其在大規(guī)模dànbáizhì豐度變化研究中表現(xiàn)出優(yōu)異的定量準確性和重現(xiàn)性，特別適用于篩選差異表達蛋白（DEPs）及構建動態(tài)變化的dànbáizhì組圖譜。

2、支持多重樣本定量設計

標準的SILAC通常實現(xiàn)雙重或三重標記（如"light"、"medium"、"heavy"），可以在一次質(zhì)譜分析中比較多個處理條件下的dànbáizhì豐度，提升數(shù)據(jù)一致性，減少批次效應，有效應用于時間序列實驗、劑量梯度實驗等復雜設計。

3、與高分辨質(zhì)譜技術的高度兼容性

SILAC標記產(chǎn)生的質(zhì)量差異清晰、可預測，非常適合高分辨率質(zhì)譜儀檢測。與現(xiàn)代質(zhì)譜技術結(jié)合，SILAC能夠在jígāo的dànbáizhì覆蓋率下，定量出低豐度甚至微小變化的蛋白，為深入理解細胞生物學過程提供強大數(shù)據(jù)支撐。

4、促進定量與功能dànbáizhì組學結(jié)合

通過與富集策略（如磷酸化、乙酰化等特定修飾的靶向捕獲）聯(lián)用，SILAC不僅可以定量總蛋白水平，還可以分析翻譯后修飾的變化，使定量dànbáizhì組學研究從靜態(tài)表達分析進一步拓展至動態(tài)功能研究。

三、SILAC在定量dànbáizhì組學中面臨的挑戰(zhàn)

1、樣本類型限制

SILAC主要適用于可在體外長期培養(yǎng)并保持穩(wěn)定生長狀態(tài)的細胞系。對于原代細胞、組織樣本及臨床材料，由于標記效率不足或培養(yǎng)條件受限，SILAC應用受到了較大制約。這一問題限制了其在疾病機制研究、臨床dànbáizhì組學等領域的推廣。

2、標記效率與完整性要求高

為了保證定量的準確性，細胞需完成接近100%的重同位素氨基酸替代。部分細胞系對外源氨基酸攝取能力較弱，或在特定培養(yǎng)條件下存在內(nèi)源性氨基酸合成，導致標記不wánquán，從而引發(fā)數(shù)據(jù)偏差。

3、成本與時間投入較大

穩(wěn)定同位素氨基酸價格高昂，且細胞需經(jīng)歷多個世代的培養(yǎng)以實現(xiàn)wánquán標記，整體實驗周期較長。這對于希望快速完成大規(guī)模定量dànbáizhì組學研究的項目來說，是一項重要考慮因素。

4、多重組別擴展的技術復雜性

雖然基本SILAC設計支持兩到三組樣本定量，但若需進一步擴展（如6組以上比較），則需采用串聯(lián)定量策略或與其他標記方法（如TMT、iTRAQ）結(jié)合，顯著增加了樣本處理復雜度和數(shù)據(jù)分析難度。

四、技術優(yōu)化與發(fā)展趨勢

為了突破傳統(tǒng)SILAC的局限性，目前出現(xiàn)了若干優(yōu)化方向：

• 超SILAC（Super-SILAC）：通過構建多種重標記細胞混合物，作為標準品應用于難以直接標記的組織樣本，提高復雜樣本的定量可靠性。

• 脈沖SILAC（pSILAC）：應用于dànbáizhì合成速率研究，揭示細胞應激反應、藥物作用機制等動態(tài)過程。

• 結(jié)合無標記定量（Label-free Quantitation）：對于部分難以標記的樣本，可采用SILAC與無標記方法的互補策略，兼顧數(shù)據(jù)深度與定量范圍。

同時，隨著質(zhì)譜平臺靈敏度與分辨率的不斷提高，SILAC數(shù)據(jù)處理軟件也在不斷演進，使得數(shù)據(jù)解析更加jīngzhǔn、流程更加自動化，極大地拓寬了SILAC在定量dànbáizhì組學中的應用場景。

SILAC標記法作為定量dànbáizhì組學領域的重要技術，憑借高精度、低偏差的定量特性，在揭示生物學過程、疾病機制及藥物作用研究中展現(xiàn)出重要價值。盡管存在樣本適用性、成本等挑戰(zhàn)，但通過技術創(chuàng)新與多策略融合，SILAC在未來定量dànbáizhì組學的發(fā)展中仍將發(fā)揮bùkětìdài的作用。面向日益復雜的生物學問題，結(jié)合zhuānyè的定量策略與平臺支持，將成為推動dànbáizhì組學研究不斷突破的關鍵動力。百泰派克生物科技基于SILAC、TMT等多種策略，靈活定制針對不同樣本和研究目的的dànbáizhì定量解決方案。

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。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(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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