鸟枪法蛋白质组学（Shotgun Proteomics）是一种基于质谱技术的高通量蛋白质鉴定策略，广泛应用于细胞、组织乃至复杂微生物组样本的全景式蛋白质组学分析。该方法以无靶向、无偏向、深度覆盖为主要特点，是当前生命科学研究中探索性蛋白质组数据采集的主流方案之一。本文将系统解析鸟枪法的基本原理、技术流程及典型应用，帮助科研人员全面理解其在蛋白质组学中的角色与价值。

一、鸟枪法蛋白质组学的原理概述

鸟枪法得名于其“广撒网”式的扫描策略，核心思想是将复杂样本中的蛋白质消化为肽段后，通过液相色谱与质谱联用（LC-MS/MS）进行分析，以最大限度覆盖样本中所有可检测蛋白。

1、Bottom-up策略

鸟枪法采用bottom-up蛋白质组学策略，即从肽段层面解析蛋白质信息。样本经蛋白酶（如胰蛋白酶）酶解后，生成大量肽段。质谱仪对这些肽段进行分析，间接推断其来源蛋白。这种方法特别适合复杂样本和蛋白混合物的广谱分析。

2、数据依赖采集（DDA）

鸟枪法主流采用数据依赖采集（DDA）模式。质谱仪首先执行全扫描（MS1），根据强度筛选前N个母离子进入二级质谱（MS2）进行碎裂和序列分析。最终通过数据库比对确定肽段序列与蛋白身份。该策略具有高通量、高灵敏度特点，但在重复性和低丰度蛋白覆盖方面仍有一定挑战。

二、技术流程解析

一个标准的鸟枪法蛋白质组学实验包括以下关键步骤：

1、蛋白提取与样本预处理

从组织、细胞或生物液体中提取总蛋白，去除干扰物（如盐、脂类、DNA），确保蛋白溶解性与酶解效率。常用方法包括裂解缓冲液处理、超声破碎、BCA定量等。

2、蛋白质酶解

通过胰蛋白酶等特异性蛋白酶，将蛋白质切割为适宜质谱分析的肽段。部分流程中会加入还原（DTT）和烷基化（IAA）步骤，增强酶解效率和一致性。

3、肽段分离

经酶解后的肽段通过纳升液相色谱（nano-LC）进行分离。色谱过程按肽段疏水性差异实现梯度洗脱，有效提升复杂肽段混合物的分辨能力。

4、LC-MS/MS质谱分析

使用高分辨率串联质谱（如Orbitrap、TOF）获取肽段的MS1和MS2数据。DDA模式下，选择信号最强的母离子进行碎裂，获得肽段序列信息。

5、数据搜索与鉴定

将MS/MS光谱数据输入数据库搜索引擎（如SEQUEST、Mascot、MaxQuant），比对肽段与理论肽段，进行蛋白鉴定和可信度评估（FDR控制）。

6、定量与生物信息学分析

定量方法可采用Label-free、TMT或iTRAQ等策略，对蛋白表达进行相对或绝对定量，并结合GO/KEGG等数据库开展功能富集、通路注释与蛋白互作网络分析。

三、技术优势与局限性

※ 优势

• 高覆盖率：可在单次实验中识别数千至上万个蛋白，适用于全景式探索。
• 无需靶向信息：适合未知系统、新物种或缺乏抗体资源的项目。
• 多样本兼容性强：可广泛应用于组织、细胞、血清、尿液等多类型样本。
• 适配多种定量策略：兼容Label-free、TMT等多种分析需求。

※ 局限性

• 重复性受DDA机制限制：尤其在低丰度蛋白上，扫描窗口间可能漏检。
• 定量精度依赖质谱稳定性：需严格控制批间差异，减少技术噪音。
• 对设备和数据处理依赖度高：高性能质谱与算法平台是准确鉴定的基础。

四、应用场景解析

鸟枪法作为无靶向蛋白质组学的核心方法，广泛应用于基础研究与生物医药开发：

1、差异蛋白筛选

在疾病模型、药物处理等对照组中，识别显著变化的蛋白表达，发现潜在生物标志物或调控因子。

2、蛋白功能研究

结合转录组或代谢组数据，多组学联用分析蛋白在特定生物学过程中的作用。

3、信号通路与功能注释

通过富集分析与PPI网络，揭示蛋白参与的信号通路、亚细胞定位及功能模块。

4、微生物组研究

在肠道、土壤等复杂微生物群落中进行蛋白水平的种群功能解析，是代谢潜力与活性研究的重要手段。

鸟枪法蛋白质组学因其高通量、广覆盖、非靶向的特性，已成为现代生物医学研究中不可或缺的重要工具。无论是在疾病机制解析、药物靶点挖掘，还是基础生物学探索中，该方法都展现出极高的适应性和研究价值。随着质谱技术和数据分析方法的不断进步，鸟枪法的深度、精度与解析能力将进一步提升，持续推动蛋白质组学研究向更高维度发展。百泰派克生物科技基于优化的鸟枪法蛋白质组学技术流程，提供高质量、可复现的蛋白质鉴定与定量服务。

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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