鸟枪法（Shotgun Proteomics）是当前蛋白组学研究中应用最广泛的策略之一，特别适用于复杂样本中高通量蛋白质鉴定与定量。这一方法通过将蛋白质酶解为肽段后进行质谱分析，从而实现对蛋白质组的深入解析。随着质谱技术的飞速发展，鸟枪法已被广泛应用于疾病机制研究、生物标志物筛选、药物靶点验证等多个生命科学领域。本文将聚焦于鸟枪法中的核心环节——质谱原理，从技术角度揭示其实现高通量鉴定的机制。

一、鸟枪法流程简述：从蛋白到数据

在深入质谱原理前，我们先简要回顾鸟枪法的标准流程，便于理解各环节与质谱的逻辑连接：

1、蛋白提取与酶解：样本中的蛋白质先通过裂解提取，再使用胰蛋白酶等特异性酶切割为多肽；

2、肽段分离：常通过高效液相色谱（LC）进行分离，以降低质谱检测的复杂度；

3、质谱分析：分离后的肽段进入质谱仪，获得一级（MS1）和二级（MS2）质谱数据；

4、数据解析与蛋白质鉴定：利用数据库搜索引擎将MS2谱图匹配到可能的肽段与蛋白序列。

※ 核心在于第3步：质谱分析。正是这一技术赋予鸟枪法极高的通量与分辨能力。

二、质谱原理核心解析

1、离子化技术：将肽段“送上天”

质谱的第一步是将液相中的肽段转化为带电离子，以便进入质谱仪的分析系统。鸟枪法常用的离子化方式是电喷雾离子化（ESI），该方法适合与液相色谱联用，能稳定地产生多电荷态的肽段离子。

※ 电喷雾过程包括：

• 将肽段溶液从毛细管喷出；
• 在高压电场下形成细小液滴；
• 溶剂蒸发，留下带正电荷的肽段离子；
• 这些离子被导入质谱仪。

2、质荷比（m/z）分析：建立肽段“身份证”

肽段离子一旦进入质谱仪，其下一个目的地是质量分析器。在鸟枪法中，常见分析器类型包括四极杆（Q）、飞行时间（TOF）、轨道阱（Orbitrap）等。质量分析器的核心任务是测量每个离子的质荷比（m/z），即其质量与电荷数的比值。MS1级扫描会记录所有进入分析器的离子峰信息，生成一个“质谱图”，每个峰代表一个m/z的肽段离子信号。

3、碰撞诱导裂解（CID/HCD）：获取结构信息

为实现蛋白质鉴定，仅有m/z信息还不够，还需获得肽段的序列信息。此时进入MS/MS（MS2）阶段。

※ 过程如下：

• 在MS1中选择某个目标离子（称为前体离子）；
• 将其导入碰撞池，与惰性气体（如氮）发生碰撞；
• 肽段骨架断裂，产生一系列碎片离子（主要为b离子和y离子）；
• 再次进行m/z分析，记录所有碎片峰，生成MS2谱图。

MS2谱图包含了肽段的“拆解信息”，可用于后续的序列推断与数据库比对。

4、数据解读：从谱图到蛋白质

数据库搜索算法（如SEQUEST、Mascot等）会将实验谱图与理论肽段碎片谱匹配。匹配成功的肽段被映射回其来源蛋白，从而完成蛋白质的鉴定过程。在鸟枪法中，由于一个蛋白可能产生多个肽段，系统通常采用“蛋白组装”算法根据多个肽段的共同来源整合出目标蛋白。

三、鸟枪法质谱的优势与挑战

→→优势：

• 高通量：可在一次运行中检测上千至上万个蛋白；
• 无需预先标记：原始样本即可进行分析；
• 覆盖度广：适合复杂样本如组织、细胞、血浆等；
• 灵敏度高：现代质谱可检测到低飞摩尔级别的肽段。

→→挑战：

• 动态范围限制：高丰度蛋白易掩盖低丰度信号；
• 数据复杂度高：需要专业算法与强大算力支持；
• 重复性依赖流程优化：样本前处理和仪器参数对结果有显著影响。

鸟枪法作为现代蛋白组学的主流策略，其高通量、宽覆盖的特性高度依赖质谱技术的支撑。从离子化到质量分析，从肽段碎片化到数据库比对，每一个步骤都精密协作，共同实现复杂蛋白组的高效解析。随着质谱仪性能的不断提升，鸟枪法的应用边界正在持续拓展，成为揭示生命过程和疾病机制的重要工具。百泰派克生物科技采用先进的蛋白质组学平台，结合优化的鸟枪法流程，帮助科研人员获得高重复性、高通量的蛋白质鉴定数据。

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；

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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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