在真核細胞中，內質網（Endoplasmic Reticulum, ER）是蛋白質合成、折疊與質量控制的重要樞紐。大量分泌蛋白、膜蛋白以及折疊相關分子伴侶都在此完成關鍵加工步驟。當內質網功能異常時，往往會觸發內質網應激（ER stress）和未折疊蛋白反應（UPR），進而參與多種疾病的發生發展，例如腫瘤、神經退行性疾病以及代謝綜合征。然而，由于內質網蛋白具有膜蛋白比例高、豐度跨度大、動態變化復雜等特點，對其進行系統、準確的定量一直是蛋白組學研究中的技術難點。近年來，基于質譜（Mass Spectrometry, MS）的定量蛋白組學迅速發展，其中SILAC、TMT以及無標記定量（Label-Free Quantification, LFQ）成為研究ER蛋白動態變化的三種核心策略。

一、為什么內質網蛋白定量如此具有挑戰？

在進行ER蛋白組研究時，科研人員通常會遇到以下幾個難點：

1、膜蛋白比例高

內質網中約有40-50%為膜蛋白，這些蛋白具有：

• 強疏水性
• 難以溶解
• 酶切效率低

這使得傳統蛋白組學流程中，膜蛋白的檢測覆蓋度往往不足。

2、動態變化快

ER在細胞應激、分泌活動增強或藥物刺激下會發生顯著變化，例如：

• 蛋白折疊伴侶上調
• ER相關降解（ERAD）增強
• 脂質代謝相關蛋白改變

因此，定量蛋白組學比單純鑒定更加關鍵。

3、豐度差異巨大

ER蛋白豐度跨度可達4-6個數量級。低豐度調控蛋白（如UPR信號分子）往往容易被高豐度結構蛋白淹沒。

在這樣的背景下，高靈敏度質譜結合精準定量策略成為解析ER蛋白變化的關鍵工具。

二、SILAC：穩定同位素標記的精準細胞水平定量

1、SILAC技術原理

SILAC（Stable Isotope Labeling by Amino acids in Cell culture）是一種代謝標記定量方法。其核心思想是：

在細胞培養過程中，用穩定同位素標記氨基酸（如 ^13C 或 ^15N 標記的 Lys/Arg）替代普通氨基酸，使新合成蛋白自動帶有質量差異。

實驗流程通常為：

• 細胞分別在 light / heavy 培養基中培養
• 實驗處理（如ER stress誘導）
• 混合蛋白樣本
• 蛋白酶解 + LC-MS/MS分析
• 通過質譜峰強度比計算定量結果

2、SILAC在ER蛋白研究中的優勢

（1）高定量準確性

由于樣品在蛋白水平提前混合，可有效減少：

• 樣品處理誤差
• 實驗批次差異

這對于研究ER應激響應中的微小變化尤為重要。

（2）適合動態過程研究

SILAC可以設計：

• pulse SILAC
• dynamic SILAC

用于研究：

• ER蛋白翻譯速率
• 蛋白降解動力學
• ERAD過程

（3）適合細胞模型

例如：

• tunicamycin誘導ER stress
• thapsigargin刺激
• 蛋白折疊缺陷模型

三、TMT：高通量多樣本ER蛋白定量策略

1、TMT技術原理

TMT（Tandem Mass Tag）是一種化學標記定量技術。其核心特點是：

• 在肽段水平進行標記
• 不同樣本使用不同質量標簽
• 在MS2或MS3階段釋放reporter ions進行定量

常見規格包括：

• TMT6plex
• TMT10plex
• TMT16plex
• TMTpro 18plex

這意味著一次實驗可以分析多達18個樣本。

2、TMT在ER蛋白研究中的優勢

（1）高通量比較

適合復雜實驗設計，例如：

• 不同時間點ER stress
• 多種藥物處理
• 多細胞系比較

例如：

TMT可以在一次質譜分析中完成。

（2）深度蛋白覆蓋

結合：

• 高pH反相分級
• Orbitrap高分辨率質譜

可實現：

8000-10000+蛋白鑒定

其中包括大量ER相關蛋白：

• BiP / GRP78
• Calnexin
• Protein disulfide isomerase
• ERAD相關因子

（3）適合臨床樣本

TMT尤其適合：

• 組織樣本
• 腫瘤樣本
• 動物模型

因為這些樣本無法進行代謝標記。

四、無標記定量（Label-Free）：大規模ER蛋白研究利器

1、無標記定量原理

Label-Free Quantification（LFQ）不依賴任何同位素或化學標簽，而是直接基于：

• MS1峰面積（intensity-based）
• 或譜圖計數（spectral counting）

來實現蛋白定量。

常見算法包括：

• MaxLFQ
• iBAQ
• DIA-based quantification

2、無標記定量的優勢

（1）實驗設計靈活

沒有標記數量限制，可輕松實現：

• 數十甚至上百樣本比較
• 大隊列研究

例如：

• 多個患者組織樣本
• 多個ER stress時間點
• 大規模藥物篩選

（2）成本較低

相比TMT和SILAC：

• 不需要標記試劑
• 樣本處理更簡單

因此適合探索性研究和大規模篩選實驗。

（3）結合DIA技術提升穩定性

近年來DIA（Data Independent Acquisition）技術的發展，使LFQ的重復性顯著提升，尤其適合：

• ER蛋白網絡分析
• 信號通路研究
• 大規模系統生物學研究

五、SILAC / TMT / 無標記定量如何選擇？

不同技術適用于不同研究場景：

在實際ER蛋白組學研究中，科研人員往往會：

• SILAC + ER stress模型 → 研究動態變化
• TMT + 組織樣本 → 比較疾病狀態
• LFQ + DIA → 構建ER蛋白網絡圖譜

這種多策略組合，使我們能夠從不同維度解析內質網蛋白調控機制。

六、質譜蛋白組學正在重塑ER生物學研究

隨著高分辨率質譜的發展，ER蛋白組研究正進入系統化和精確定量時代。通過SILAC、TMT以及無標記定量技術，科研人員可以：

• 系統解析ER stress響應網絡
• 發現新的ER折疊因子
• 揭示ER相關降解機制
• 鑒定潛在疾病靶點

這些研究對于理解：

• 腫瘤發生
• 神經退行性疾病
• 代謝性疾病

都具有重要意義。

內質網是細胞蛋白質加工與質量控制的核心平臺，而定量蛋白組學技術為深入解析ER蛋白動態變化提供了關鍵工具。SILAC、TMT和無標記定量各具優勢，能夠在不同研究場景中發揮重要作用，推動我們對ER功能調控網絡的系統理解。作為專注于質譜多組學技術服務的專業平臺，百泰派克生物科技在蛋白組學、代謝組學及多組學整合分析方面積累了豐富經驗。公司配備先進的高分辨率質譜平臺和成熟的數據分析流程，可為科研機構和生物醫藥企業提供SILAC、TMT、DIA以及Label-Free蛋白定量分析服務，助力客戶高效開展內質網蛋白組學研究與機制探索。

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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蛋白質序列進行分析，提供基于質譜的蛋白測序分析服務，包括對蛋白質的氨基酸組成分析，N端測序，C端測序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白質N端序列分析服務。對于未知理論序列的蛋白質，提供基于從頭測序法的蛋白質從頭測序服務，對蛋白序列進行分析。

※服務優勢：

1.采用目前世界上先進的質譜儀器 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、蛋白質組學

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質譜平臺結合Nano-LC，提供定量蛋白質組學、靶向蛋白質組學、多肽組學、翻譯后修飾蛋白組學等多種蛋白質組學分析服務。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白質組學服務，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.體內體外多種蛋白質標記方法，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.專業生物信息學分析，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，最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.技術先進，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，可從最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，從蛋白質、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專業服務。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，專業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.業務范圍覆蓋蛋白質組學、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；

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