使用OpenSWATH進行SWATH蛋白組學(xué)定量分析：完整流程解析檢測技術(shù)服務(wù)詳情介紹

SWATH-MS（Sequential Window Acquisition of All Theoretical Mass Spectra）作為基于數(shù)據(jù)獨立采集（DIA）的質(zhì)譜技術(shù),，近年來在蛋白組學(xué)研究中獲得廣泛應(yīng)用,。它以出色的重現(xiàn)性、高通量和廣覆蓋性,，成為大規(guī)模樣本定量分析的重要技術(shù)選擇,。而OpenSWATH作為目前應(yīng)用zuì廣泛的SWATH數(shù)據(jù)分析工具之一，因其開源性,、靈活性以及對多平臺的兼容,，成為科研人員進行DIA數(shù)據(jù)處理的重要方案。

一,、OpenSWATH簡介

OpenSWATH是建立在OpenMS框架基礎(chǔ)上的一套軟件工具,，用于對SWATH-MS數(shù)據(jù)進行靶向肽段提取和定量分析。其工作原理是將DIA數(shù)據(jù)中的全掃描信息與預(yù)先構(gòu)建的譜庫進行比對,，通過提取特定肽段的色譜信息,，實現(xiàn)高通量,、高精度的定量。OpenSWATH具有數(shù)據(jù)完整性強,、重復(fù)性好,、可擴展性強等優(yōu)點，非常適用于生物樣本間的系統(tǒng)比較研究,。

二,、完整分析流程概覽

使用OpenSWATH進行SWATH蛋白組學(xué)分析，通常需要經(jīng)過以下幾個核心步驟：

1,、原始數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

質(zhì)譜儀生成的原始數(shù)據(jù)文件通常為特定廠商格式（如.wiff或.raw）,，需要在OpenSWATH分析前轉(zhuǎn)換為通用的.mzML格式。該轉(zhuǎn)換可通過ProteoWizard軟件中的msconvert工具完成,。轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)同時執(zhí)行峰提?。╬eak picking），確保后續(xù)色譜提取的準(zhǔn)確性,。

2,、構(gòu)建或獲取高質(zhì)量譜庫

SWATH分析依賴譜庫中提供的肽段信息來實現(xiàn)靶向定量，因此譜庫的質(zhì)量直接決定了分析結(jié)果的可靠性,。譜庫可以通過DDA實驗構(gòu)建,，也可以從公共數(shù)據(jù)庫（如SWATHAtlas）下載已有的標(biāo)準(zhǔn)譜庫。譜庫中需包含肽段的前體離子m/z,、碎片離子m/z,、保留時間等信息，推薦使用.tsv或.TraML格式,。譜庫需盡可能匹配樣本物種,、組織類型與質(zhì)譜平臺，否則會顯著影響肽段識別率與定量準(zhǔn)確性,。

3,、iRT校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化

由于不同批次SWATH實驗可能存在保留時間偏移，為保證肽段識別的統(tǒng)一性,，OpenSWATH分析推薦使用iRT（indexed Retention Time）標(biāo)準(zhǔn)肽段進行保留時間校準(zhǔn),。科研人員可在樣品中添加商業(yè)化iRT標(biāo)準(zhǔn)混合物,，在分析前構(gòu)建iRT譜庫,，并使用RTNormalizer工具完成保留時間標(biāo)準(zhǔn)化操作。這一過程顯著提升了跨樣本比對的一致性,。

4,、執(zhí)行OpenSWATH主流程

數(shù)據(jù)和譜庫準(zhǔn)備完成后，即可使用OpenSwathWorkflow工具進行主流程運行。該步驟主要包括XIC（提取離子色譜圖）提取,、峰識別,、肽段匹配與定量等核心分析。需要指定輸入的mzML文件,、譜庫文件,、iRT校準(zhǔn)文件以及輸出路徑。運行過程中,，OpenSWATH將根據(jù)譜庫信息提取目標(biāo)肽段在各樣本中的色譜峰,，并基于打分算法進行篩選，從而獲得可信的定量結(jié)果,。此步驟的參數(shù)設(shè)置將影響到峰識別的靈敏度與特異性,，需根據(jù)實驗需求進行優(yōu)化,。

5,、多樣本打分與假陽性控制

在多個樣本的分析中，為確保數(shù)據(jù)的統(tǒng)計有效性,，OpenSWATH通常與pyProphet工具配合使用,。pyProphet通過建立統(tǒng)計打分模型，為每個被識別的肽段分配一個假陽性率（FDR）,，并允許用戶設(shè)定閾值進行篩選,。該步驟顯著提高了結(jié)果的可靠性，尤其適用于大規(guī)模樣本差異分析,。pyProphet還支持對多個分析結(jié)果進行合并打分,，進而統(tǒng)一FDR控制策略，適用于跨組比較研究,。

6,、跨樣本對齊與填補

由于部分肽段在不同樣本中表達水平較低，可能導(dǎo)致定量缺失,，因此需使用TRIC工具對結(jié)果進行跨樣本保留時間對齊與數(shù)據(jù)填補,。TRIC基于色譜對齊算法，在不同樣本中尋找相似峰型并進行匹配,，提升數(shù)據(jù)的完整性,，避免下游分析中的偏倚。通過對齊后的結(jié)果,，可生成統(tǒng)一的蛋白或肽段定量矩陣,，作為后續(xù)生信分析的輸入。

7,、差異分析與生物學(xué)解釋

OpenSWATH分析完成后,，輸出的定量矩陣可用于常規(guī)生物信息學(xué)分析流程，包括差異蛋白篩選、聚類分析,、GO/KEGG富集分析等,。常見工具包括R語言、Python腳本以及MSstats,、Perseus等蛋白組學(xué)專用分析平臺,。通過這些工具，科研人員可以從定量數(shù)據(jù)中提取出具有生物學(xué)意義的差異表達模式,，進而推斷潛在的分子機制,，為科研項目提供更深層次的見解。

三,、關(guān)鍵技術(shù)注意事項

在使用OpenSWATH進行分析時,，有幾個技術(shù)細節(jié)值得關(guān)注。例如,，譜庫質(zhì)量是決定分析成功與否的核心因素,，建議結(jié)合實驗樣本來源自建譜庫以提升匹配效率。同時,，iRT標(biāo)準(zhǔn)的選擇與校準(zhǔn)過程不容忽視,，錯誤的時間校準(zhǔn)將直接影響峰識別精度。此外,，OpenSWATH參數(shù)配置復(fù)雜,，初次使用者應(yīng)結(jié)合文檔說明或標(biāo)準(zhǔn)流程測試小批量數(shù)據(jù)以確保可控,。對于有大量樣本或非模式生物研究需求的團隊而言,，建立一套標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)處理流程是實現(xiàn)高效、高質(zhì)量蛋白組學(xué)研究的基礎(chǔ),。

OpenSWATH作為DIA數(shù)據(jù)分析中的重要開源工具,，憑借其穩(wěn)定的性能和模塊化設(shè)計，為科研人員提供了靈活,、可靠的分析平臺,。從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、譜庫準(zhǔn)備到肽段定量,、結(jié)果輸出,，OpenSWATH構(gòu)建了一個科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髁黧w系,，適用于基礎(chǔ)研究,、疾病機制研究、農(nóng)業(yè)改良,、食品安全等多個蛋白組學(xué)應(yīng)用場景,。百泰派克生物科技提供SWATH定量蛋白組學(xué)服務(wù)，期待與您共同推進dànbáizhì組研究的深入發(fā)展。

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(wù)，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(wù),。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(wù)，對蛋白序列進行分析,。

※服務(wù)優(yōu)勢：

1.采用目前世界上先進的質(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(xué)

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(xué),、靶向dànbáizhì組學(xué),、多肽組學(xué),、翻譯后修飾蛋白組學(xué)等多種dànbáizhì組學(xué)分析服務(wù)。此外,，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4Ddànbáizhì組學(xué)服務(wù),，助力微量樣本蛋白組學(xué)、大樣本群醫(yī)學(xué)及高通量修飾組學(xué)等研究工作,。

※服務(wù)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(biāo)記物;

2.體內(nèi)體外多種dànbáizhì標(biāo)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(fù)度高;

4.可檢測較低豐度蛋白,，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學(xué)分析,，分析更系統(tǒng)準(zhǔn)確。

三,、單細胞質(zhì)譜流式技術(shù)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(shù)分析,，采用金屬元素標(biāo)記物（通常是金屬元素標(biāo)記的特異抗體）標(biāo)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(wù)優(yōu)勢：

1.技術(shù)先進，填補技術(shù)空白

采用金屬標(biāo)記抗體技術(shù),，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(biāo)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(biāo)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(shù)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(yīng)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(biāo)簽技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合會有新應(yīng)用方向。除常規(guī)蛋白外,，質(zhì)譜流式細胞技術(shù)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(xué)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(xué)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(xué)分析平臺進行免疫肽組學(xué)分析,，可從zuì小的樣品材料中進行可重復(fù)的識別和定量。該服務(wù)可以應(yīng)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(biāo),。

五,、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質(zhì)譜技術(shù)，MALDI TOF,，高效色譜分離技術(shù),，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(gòu)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(wù),，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(xué)優(yōu)質(zhì)服務(wù)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(wù),。公司實驗室遵循NMPA、ICH,、FDA和EMA等的法規(guī)和指導(dǎo)原則,，通過CNAS/ISO9001雙重質(zhì)量體系認(rèn)證，建立了完備的質(zhì)量體系,，數(shù)據(jù)冷熱/異地備份,，設(shè)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(shù)服務(wù),，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(chǔ)的CRO檢測分析服務(wù)；

2.獲國家CNAS實驗室認(rèn)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(wù),；

3.業(yè)務(wù)范圍覆蓋dànbáizhì組學(xué)、多肽組學(xué),、代謝組學(xué),、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(xué)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(wù)需求；

5.服務(wù)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(wù)!

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