蛋白质组学是指在大规模水平上探索蛋白质的特征，包括蛋白质表达水平，翻译后修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得在蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。近年来随着样本前处理方法优化、质谱仪性能的全面提升取得了显著的技术进展。麦特绘谱持续加速拓展以代谢组学为核心的多组学服务，推出了一系列的蛋白质组学技术服务如宏蛋白质组学、Olink靶向蛋白质组学、Astral-DIA、Astral深度血液蛋白质组学等重磅方法及其他常规蛋白质组学方法，为肿瘤机制研究、生长发育机制研究、生物标志物挖掘、疾病分子分型、药物靶点分析等研究提供了新的研究利器。

​​一、宏蛋白质组学​

宏蛋白质组学（Metaproteomics）是以微生物蛋白质组为研究对象，对其种类、活性和功能等进行鉴定，通过进行蛋白质层面的研究也有助于微生物群落结构的研究，是应用蛋白质组学技术对微生物群落进行研究的一项新技术，在特定的时间对微生物群落的所有蛋白质的组成进行大规模的定性和定量分析。

宏蛋白质组学由于其受外界环境和空间位置的影响，蛋白提取和数据分析难度大，麦特绘谱推出宏蛋白质组学技术通过对粪便样本等进行批量前处理后，采用高灵敏度4D-DIA方法进行微生物肽段采集，整合完善宏蛋白建库及搜库数据分析流程，摒弃传统蛋白质组数据分析方法，采用更加符合微生物组数据规律的分析流程，从而完成对大规模粪便样本的整合分析。宏蛋白质组学与麦特绘谱经典的宏代谢组学（菌群-代谢物组学）Q200全定量代谢组学联合方案，是研究菌群蛋白质组及菌群代谢物融合研究的最佳利器。

技术优势

●高通量：高通量流程，分析结果快速准确。

●高灵敏度：采用4D-DIA前沿技术平台，更高的灵敏度。

●高深度：优化搜库流程，获取更多菌群蛋白数据，提供一站式组学分析方案。

应用场景

适用于粪便、唾液、肠道内容物、舌苔、黏膜腔等微生物丰富的样本。宏蛋白质组学研究可以进行微生物群落的一致性、活性和功能分析，能够提供宏基因组和宏转录组无法获取的蛋白层面信息。近年来宏蛋白质组学已经越来越多的应用于人类消化和代谢疾病研究，并提供丰富的数据信息来识别与健康或疾病相关的人类肠道微生物群的生态失调，以阐明宿主-微生物群相互作用，包括筛选疾病标志物研究、发掘疾病治疗的药物新靶点等多个领域，在临床诊断和治疗监测中具有无限潜力。

2022年5月25日, 哈佛大学陈曾熙公共卫生学院Curtis Huttenhower教授合作团队在Nature（50.5）上发文，系统地鉴别出大量未被报道的与IBD紧密相关的微生物蛋白质家族，极大地拓展了IBD微生物制剂研发的潜在靶点和策略。

二、Olink靶向蛋白质组学

Olink靶向蛋白质组学技术是一种基于邻位延伸分析（Proximity Extension Assay，PEA）技术的蛋白质检测方法，技术的核心原理是通过一双 “抗体对”特异性识别靶蛋白的两个相邻结合位点，每个抗体连接一个独特的DNA序列，从而将靶蛋白的定量检测转化成寡聚核苷酸（分别标记在“抗体对”重链）的实时定量检测。当这对抗体与目标蛋白结合时，它们的DNA单链可互补结合，并通过DNA聚合酶催化进行延伸成双链DNA模板进行扩增，最终通过实时定量PCR（qPCR）或NGS技术检测DNA信号，实现蛋白质的定量分析。因为针对每个待测蛋白都有一对特异性的抗体与之识别并结合，相较于常规的非靶向蛋白质组学技术（如基于非标记定量技术Label-free、同位素标记相对和绝对定量技术iTRAQ及TMT、基于质谱数据非依赖型采集模式的DIA）Olink技术具有高特异性和高灵敏度。

麦特绘谱多年来聚焦于靶向全定量组学技术，旨在给用户带来高稳定性、可重复性、可验证性、可深度机制挖掘的高准确性定量方法，持续为用户创造围绕临床痛点问题的功能研究价值。Olink靶向蛋白质组学技术与麦特绘谱经典的Q300/Q200/Q500等全定量代谢组学(每个代谢物都有一一对应的标准品及同位素内标）方法设计思路和理念高度一致：Olink靶向蛋白质组学中每个蛋白都有一一对应的一对与目标蛋白质特异性结合的抗体，且两者均为高通量靶向定量方法，具有高度可重复性和可验证性，是临床诊断标志物和深度功能机制研究的试金石。

技术优势

●超强靶向性：通过一对特异性抗体与目标蛋白质结合，具有超高的特异性和靶向性。

●超高灵敏度：能够检测到极低丰度的蛋白质（fg/mL级别）。

●超高覆盖性：所有检测蛋白均为生物标志物，覆盖100%信号通路。

●超高重复性：使用成熟的qPCR和NGS技术作为检测手段，重复性好，数据质量高，适合大队列大数据分析。

●极低样本量：仅需极少量的样本（低至1µL）即可进行检测，适用于稀有的临床样本。

●宽动态范围：动态范围横跨近10个logs(fg–mg)，覆盖高、中、低丰度蛋白。

应用场景

适用于来源于人或小鼠多种生物样本，包括标准样本：血清、血浆、脑脊液；非标样本：尿液、组织、细胞和细胞培养上清、外泌体、唾液、痰液、灌洗液、鼻腔黏膜、骨髓、房水、皮肤、关节液、腹水、羊水等；与其他蛋白质组技术相比，Olink靶向蛋白质组技术在灵敏度、特异性和通量方面具有优势，特别适用于对微量样本中的蛋白质进行精准定量和鉴定，尤其针对血液样本，相比于质谱法，Olink技术可以高度特异性识别低丰度蛋白且无需进行富集或去高丰度蛋白处理。

Olink专有的临近延伸分析（PEA）技术建立在一个包含5300多个蛋白质生物标志物目标的文库上，并已在约1400份科学论文中使用。2023年10月4日，Nature（50.5）同期发表了3篇研究论文，使用了Olink的Explore平台和英国生物样本库（UK Biobank）的数据，分析了来自54000多名参与者的样品中的约3000种蛋白质。其中一篇论文确定了超过14000种常见遗传变异与血液循环蛋白质之间的关联，其中80%以上是以前未知的。

三、Astral-DIA蛋白质组学

2023年6月10日，赛默飞在国内首次发布全新的Orbitrap Astral高分辨质谱仪，迅速引起了广泛的关注并对蛋白质组学领域产生了颠覆性的影响。Astral-DIA蛋白质组学是基于新一代Orbitrap Astral高分辨质谱仪，结合了三种质量分析仪：不仅结合了四级杆、Orbitrap的优异性能，同时加入了最新研发的非对称轨道无损质量分析器（Asymmetric track lossless）Astral，具有更高通量、更深覆盖、更高灵敏度的特点。Orbitrap Astral 的一级扫描采用Orbitrap，通常以24万的分辨率来进行，鉴于Astral质量分析器200Hz的扫描速度，DIA的分析隔离窗口可以窄到2 Da，从而提高选择性，提升定性定量的准确度。Astral分辨率可达80000而不损失灵敏度，在高通量定量分析中达到前所未有的性能。

技术优势

●超高通量：缩短检测时间的同时保证了检测深度；对于典型的细胞裂解物样品，运行8分钟，可鉴定蛋白数量高达8000+。

●超深覆盖度：蛋白鉴定深度远超此前研究水平。

●超高灵敏度：高动态范围检测对准提升蛋白检测灵敏度。

●宽动态范围：后加速离子包设计，极大提升蛋白动态范围。

●超强准确性：生成高质量的数据增加结果可靠性。

应用场景

适用于血清、血浆、组织、细胞、细胞上清、菌体、外泌体等各样本类型。Orbitrap Astral质谱仪在检测通量、蛋白覆盖深度、灵敏度及精准定量等多个维度取得了革命性的突破，适用于从单细胞到大规模样本的准确定量，同时达到前所未有的覆盖深度，麦特绘谱推出Astral-DIA蛋白质组分析服务，旨在通过尖端的技术手段，为科研工作者深度解析蛋白质动态夯实基础。

Orbitrap Astral质谱仪可进行高通量快速检测，每次进样运行时间仅需8分钟，不仅定量分析样品数量多，而且对于典型的细胞裂解物样品，每次进样可鉴别出8000+蛋白质。Orbitrap Astral质谱仪一天即可检测180个样品，鉴定140多万个蛋白质，开启了蛋白质组学研究的全新模式，使得只需一台质谱仪即可在一年内定量分析数万个样品，扩大了可行性研究的规模，从而提高统计能力并提供新见解。

Astral的卓越性能短时间内已经在学术界崭露头角，发表了多篇高质量的研究文章，Orbitrap Astral以其独特的性能和应用潜力为临床疾病研究等领域注入了新的活力。2024年2月1日，丹麦哥本哈根大学诺和诺德基金会蛋白质研究中心的Jesper V. Olsen研究团队在Nature Biotechnology（33.1）上发文，运用基于Orbitrap Astral质谱仪的窄窗口式数据非依赖性采集（nDIA）方法技术对人HEK293样本进行蛋白质组分析，鉴定了约9600个人类蛋白，逼近全蛋白质组覆盖范围。此外，研究验证了Astral定量方法的高准确性，进一步证实了Orbitrap Astral nDIA技术在定量蛋白质组分析中的杰出性能。

四、Astral深度血液蛋白质组学

血液蛋白质组可反映人体的生理和病理状态，是研究疾病机制、诊断、治疗和预后的重磅技术，特别是近年大量的队列研究及高分研究论文的发表，血液蛋白质组研究也越来越受到广大科研学者的关注。传统的血液蛋白质组检测方法，由于受到检测方法的限制，能鉴定到的蛋白种类非常少，特别是低丰度蛋白质难以被检测到，严重限制了血液样本研究的应用。麦特绘谱基于纳米颗粒搭配新一代Orbitrap Astral高分辨质谱仪平台，实现了蛋白质组学在覆盖深度、灵敏度、通量方面的全面提升，可实现血液样本6000+的高深度检测。

技术优势

●最优前处理：纳米颗粒特异性富集血液样本中低丰度蛋白。

●超高通量：采用Astral -DIA平台，缩短检测时间的同时保证了检测深度。

●超深覆盖度：数量翻倍，血液蛋白鉴定数目高达6000+。

●超强稳定性：全方位质控体系，提供稳定、可靠的一站式服务。

应用场景

适用于血清/浆样本，同样也适用于脑脊液，淋巴液、唾液、房水等含有高丰度蛋白的体液样本，为体液样本蛋白质全面、高通量的鉴定和定量分析提供了新的研究利器。采用纳米颗粒特异性富集血液样本中低丰度蛋白，并结合Astral-DIA技术，全面提升中低丰度蛋白的检出率。对体液蛋白进行研究有助于揭示机体的生理和病理状态，寻找与疾病相关的生物标志物，在早期诊断和临床治疗上具有重要意义。

2022年11月Ferdosi Shadi团队在Advanced material（27.4）上发文，将工程化纳米颗粒（nanoparticles，NPs）引入到血液等生物流体中，在蛋白质-NP亲和力和蛋白质丰度之间的关系驱动下，在颗粒-蛋白质界面形成选择性和可重复的蛋白质冠。这使得利用蛋白质-纳米相互作用的可扩展系统能够克服目前深度血浆蛋白质组学在大型队列中的局限性。

结语

麦特绘谱质谱平台拥有多年技术沉淀和升级，建立了独具特色的蛋白质组学技术服务，涵盖宏蛋白质组、Olink靶向蛋白质组、Astral-DIA蛋白质组、Astral深度血液蛋白质组以及4D蛋白质组、TMT标记定量蛋白质组、DIA非标记定量蛋白质组、PRM靶向蛋白质组、修饰蛋白质组、外泌体蛋白质组等全方位的产品，助力广大科研工作者科研更上一层楼！

参考文献

1.Plasma proteomic associations with genetics and health in the UK Biobank. Nature. 2023.

2. Discovery of bioactive microbial gene products in inflammatory bowel disease. Nature. 2022.

3.Ultra-fast label-free quantification and comprehensive proteome coverage with narrow-window data-independent acquisition. Nature Biotechnology. 2024.

4.Enhanced Competition at the Nano–Bio Interface Enables Comprehensive Characterization of Protein Corona Dynamics and Deep Coverage of Proteomes. Advanced Materials. 2022.

5.Metaproteomics as a Complementary Approach to Gut Microbiota in Health and Disease. Frontiers in Chemistry.2017.

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