使用OpenSWATH進(jìn)行SWATH蛋白組學(xué)定量分析：完整流程解析檢測(cè)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(dú)立采集（DIA）的質(zhì)譜技術(shù),，近年來(lái)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(duì)多平臺(tái)的兼容,，成為科研人員進(jìn)行DIA數(shù)據(jù)處理的重要方案。

一,、OpenSWATH簡(jiǎn)介

OpenSWATH是建立在OpenMS框架基礎(chǔ)上的一套軟件工具,，用于對(duì)SWATH-MS數(shù)據(jù)進(jìn)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(kù)進(jìn)行比對(duì),，通過(guò)提取特定肽段的色譜信息，實(shí)現(xiàn)高通量,、高精度的定量,。OpenSWATH具有數(shù)據(jù)完整性強(qiáng)、重復(fù)性好,、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),，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(jìn)行SWATH蛋白組學(xué)分析,，通常需要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)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(guò)ProteoWizard軟件中的msconvert工具完成,。轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)同時(shí)執(zhí)行峰提取（peak 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(kù)

SWATH分析依賴譜庫(kù)中提供的肽段信息來(lái)實(shí)現(xiàn)靶向定量,，因此譜庫(kù)的質(zhì)量直接決定了分析結(jié)果的可靠性。譜庫(kù)可以通過(guò)DDA實(shí)驗(yàn)構(gòu)建,，也可以從公共數(shù)據(jù)庫(kù)（如SWATHAtlas）下載已有的標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù),。譜庫(kù)中需包含肽段的前體離子m/z、碎片離子m/z,、保留時(shí)間等信息,，推薦使用.tsv或.TraML格式。譜庫(kù)需盡可能匹配樣本物種,、組織類型與質(zhì)譜平臺(tái),，否則會(huì)顯著影響肽段識(shí)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(shí)驗(yàn)可能存在保留時(shí)間偏移,，為保證肽段識(shí)別的統(tǒng)一性，OpenSWATH分析推薦使用iRT（indexed Retention Time）標(biāo)準(zhǔn)肽段進(jìn)行保留時(shí)間校準(zhǔn),?？蒲腥藛T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(kù),，并使用RTNormalizer工具完成保留時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)化操作,。這一過(guò)程顯著提升了跨樣本比對(duì)的一致性,。

4,、執(zhí)行OpenSWATH主流程

數(shù)據(jù)和譜庫(kù)準(zhǔn)備完成后,，即可使用OpenSwathWorkflow工具進(jìn)行主流程運(yùn)行。該步驟主要包括XIC（提取離子色譜圖）提取,、峰識(shí)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(kù)文件,、iRT校準(zhǔn)文件以及輸出路徑,。運(yùn)行過(guò)程中,，OpenSWATH將根據(jù)譜庫(kù)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(jìn)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(shí)別的靈敏度與特異性，需根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行優(yōu)化,。

5,、多樣本打分與假陽(yáng)性控制

在多個(gè)樣本的分析中，為確保數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)有效性,，OpenSWATH通常與pyProphet工具配合使用,。pyProphet通過(guò)建立統(tǒng)計(jì)打分模型，為每個(gè)被識(shí)別的肽段分配一個(gè)假陽(yáng)性率（FDR）,，并允許用戶設(shè)定閾值進(jìn)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(duì)多個(gè)分析結(jié)果進(jìn)行合并打分，進(jìn)而統(tǒng)一FDR控制策略,，適用于跨組比較研究,。

6、跨樣本對(duì)齊與填補(bǔ)

由于部分肽段在不同樣本中表達(dá)水平較低,，可能導(dǎo)致定量缺失,，因此需使用TRIC工具對(duì)結(jié)果進(jìn)行跨樣本保留時(shí)間對(duì)齊與數(shù)據(jù)填補(bǔ)。TRIC基于色譜對(duì)齊算法,，在不同樣本中尋找相似峰型并進(jìn)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(guò)對(duì)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(jiàn)工具包括R語(yǔ)言、Python腳本以及MSstats,、Perseus等蛋白組學(xué)專用分析平臺(tái),。通過(guò)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(dá)模式，進(jìn)而推斷潛在的分子機(jī)制,，為科研項(xiàng)目提供更深層次的見(jiàn)解,。

三、關(guān)鍵技術(shù)注意事項(xiàng)

在使用OpenSWATH進(jìn)行分析時(shí),，有幾個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)值得關(guān)注,。例如，譜庫(kù)質(zhì)量是決定分析成功與否的核心因素,，建議結(jié)合實(shí)驗(yàn)樣本來(lái)源自建譜庫(kù)以提升匹配效率,。同時(shí)，iRT標(biāo)準(zhǔn)的選擇與校準(zhǔn)過(guò)程不容忽視,，錯(cuò)誤的時(shí)間校準(zhǔn)將直接影響峰識(shí)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(shuō)明或標(biāo)準(zhǔn)流程測(cè)試小批量數(shù)據(jù)以確?？煽亍?duì)于有大量樣本或非模式生物研究需求的團(tuán)隊(duì)而言,，建立一套標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)處理流程是實(shí)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(jì),，為科研人員提供了靈活、可靠的分析平臺(tái),。從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,、譜庫(kù)準(zhǔn)備到肽段定量、結(jié)果輸出,，OpenSWATH構(gòu)建了一個(gè)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(jī)制研究,、農(nóng)業(yè)改良、食品安全等多個(gè)蛋白組學(xué)應(yīng)用場(chǎng)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(jìn)dànbáizhì組研究的深入發(fā)展。

百泰派克生物科技特色項(xiàng)目

一,、蛋白測(cè)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(cè)序系統(tǒng)對(duì)dànbáizhì序列進(jìn)行分析,，提供基于質(zhì)譜的蛋白測(cè)序分析服務(wù)，包括對(duì)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(duì)于未知理論序列的dànbáizhì,，提供基于從頭測(cè)序法的dànbáizhì從頭測(cè)序服務(wù),，對(duì)蛋白序列進(jìn)行分析。

※服務(wù)優(yōu)勢(shì)：

1.采用目前世界上先進(jìn)的質(zhì)譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實(shí)現(xiàn)對(duì)所測(cè)定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測(cè)定蛋白N端多達(dá) 70個(gè)氨基酸序列;

4.可測(cè)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(cè);

6.測(cè)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(tái)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(shì)：

1 .高通量定量蛋白分析:多對(duì)照組大規(guī)模實(shí)驗(yàn)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(xì)胞、血液等多種樣品;

3.質(zhì)譜分析靈敏度高,，實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)度高;

4.可檢測(cè)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(xì)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(jìn)行單細(xì)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(xì)胞表面和內(nèi)部的分子,，然后用流式細(xì)胞原理分離單個(gè)細(xì)胞,，再用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）分析單個(gè)細(xì)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(xì)胞表面和內(nèi)部的信號(hào)分子表達(dá)量,。

※服務(wù)優(yōu)勢(shì)：

1.技術(shù)先進(jìn),，填補(bǔ)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(wèn)題,?？稍趩渭?xì)胞層面上對(duì)多種指標(biāo)同時(shí)進(jìn)行表征，百泰派克生物科技可做到同時(shí)檢測(cè)51個(gè)目標(biāo)蛋白,。

2.分析數(shù)量大,，成本較低

單細(xì)胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細(xì)胞匯總的分析數(shù)目一般在2x10^4個(gè)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(xì)胞,，實(shí)現(xiàn)了數(shù)量級(jí)的提高，且成本不高于單細(xì)胞RNAseq,。

3.應(yīng)用前景大

①流式質(zhì)譜結(jié)果可以給出細(xì)胞亞群的變化,，在臨床診斷、疾病機(jī)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(huì)有新應(yīng)用方向,。除常規(guī)蛋白外，質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)還可用于蛋白翻譯后修飾,；

③可檢測(cè)細(xì)胞存活率,、細(xì)胞大小、mRNA轉(zhuǎn)錄子表達(dá)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(shí)現(xiàn)10,000個(gè)以上I型多肽和10,000個(gè)以上II型多肽的鑒定和識(shí)別。通過(guò)我們優(yōu)化的高通量免疫多肽組學(xué)分析平臺(tái)進(jìn)行免疫肽組學(xué)分析,，可從zuì小的樣品材料中進(jìn)行可重復(fù)的識(shí)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(jí)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(cè)平臺(tái)

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(cè)和項(xiàng)目驗(yàn)證等zhuānyè服務(wù),。公司實(shí)驗(yàn)室遵循NMPA,、ICH、FDA和EMA等的法規(guī)和指導(dǎo)原則,，通過(guò)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(jì)量/期間核查,，軟件審計(jì)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(bào)注冊(cè)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(cè)分析服務(wù),；

2.獲國(guó)家CNAS實(shí)驗(yàn)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(xì)胞分析、單細(xì)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(cè)平臺(tái)，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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