随着蛋白质组学研究的不断深入，无标记定量技术因其高通量、无需复杂预处理等优点，在疾病机制解析、生物标志物筛选及药物研发等方向中得到广泛关注。其中，SWATH（Sequential Windowed Acquisition of All Theoretical Fragment Ion Spectra）技术作为一种数据独立采集（DIA, Data-Independent Acquisition）策略，已成为无标记定量蛋白质组学中的工具。它不仅克服了DDA（Data-Dependent Acquisition）方法在重复性和覆盖率上的局限，还在复杂样本定量中展现出显著优势。

一、SWATH技术的基本原理

SWATH技术的核心思想是将质谱扫描窗口按照m/z范围划分为多个相邻的“小窗”，在每次扫描中同步采集所有母离子的碎片信息。与DDA中“先挑选、再碎裂”的模式不同，SWATH不再依赖实时强度筛选，而是对设定范围内的所有离子并行进行碎裂并记录MS/MS谱图。整个过程可被理解为对样本中所有可检测肽段的一次性“全面扫描”，随后再通过建立好的离子库对复杂的谱图进行匹配与定量。这种全面采集策略大幅提升了蛋白质定量的一致性与深度，使得多组学比较更为可靠。

二、研究优势

SWATH技术作为无标记定量的重要实现形式，具备以下优势：

1、高通量与高重复性：SWATH技术通过标准化的扫描窗口和固定的采集策略，实现了在不同批次之间的一致性，特别适用于多组样本的大规模比较分析。

2、定量动态范围广：SWATH可在一个运行周期内覆盖极宽的动态范围，能准确检测和定量从高丰度到低丰度的蛋白质。这种特性使其在研究涉及稀有蛋白或调控网络中低表达调控因子时更具优势。

3、实验设计更灵活：与同位素标记方法相比，无标记策略在样本数量上不受多重标记通道的限制，也无需额外的标记化学试剂处理，简化了样本制备流程，降低了实验成本。

4、可重复挖掘的数据资产：由于SWATH采集的是“全谱图”而非仅限于被选中的离子，其数据在后期可以不断重新分析用于不同研究问题的探索。这种“存档式数据采集”模式极大提升了实验数据的再利用价值。

三、SWATH分析流程概览

在典型的SWATH无标记定量流程中，首先需建立一个高质量的离子库，通常基于DDA数据构建。随后使用SWATH模式采集DIA数据，并通过算法将每一个窗口内的MS/MS碎片图谱与离子库进行匹配，从而识别和定量蛋白质。此过程依赖多种软件工具（如OpenSWATH、Spectronaut、Skyline等）进行信号提取、峰面积计算与统计分析。其中，离子库的质量直接决定了后续定量的准确性。为提高离子库覆盖率，通常建议结合多组织/多条件下的DDA数据进行构建。此外，数据分析流程中需严格控制FDR（False Discovery Rate）阈值，以确保定量结果的可靠性。

四、应用场景与实践价值

SWATH无标记定量蛋白质组学广泛应用于基础与转化研究，涵盖从机制研究到临床生物标志物挖掘的多个领域：

1、疾病机制研究

在肿瘤、神经退行性疾病、自身免疫等复杂疾病研究中，SWATH技术可帮助深入挖掘关键通路变化与调控因子，揭示疾病进程中的动态蛋白质表达谱。

2、生物标志物筛选

由于SWATH在多样本间具备良好的数据一致性，适合进行不同疾病状态下的差异蛋白挖掘，并可作为早期诊断标志物的候选筛选手段之一。

3、药物机制与靶点验证

在药物作用机制研究中，通过对处理前后样本的SWATH定量分析，能揭示候选药物对蛋白表达网络的干预效果，从而辅助靶点验证与优化。

4、多组学融合分析

结合转录组、代谢组等数据，SWATH技术提供了蛋白层面动态表达的关键视角，有助于构建系统生物学模型，推进精准医学的发展。

五、技术挑战

SWATH技术存在一些待突破的瓶颈。例如，谱图复杂性导致的数据解析负担较重，对算法依赖较高；同时，对于极低丰度蛋白的定量依然存在一定挑战。当前，随着质谱分辨率与采集速度的提升，结合机器学习算法改进谱图解析效率，以及公共离子库的持续丰富，SWATH的应用门槛正逐步降低，研究者可以更轻松地将其整合进常规蛋白质组实验设计中。

SWATH技术以其高通量、强一致性和广泛适应性的优势，正成为无标记定量蛋白质组学研究中的主流方案。无论是在基础研究还是临床转化应用中，它都展现出强大的数据价值与可拓展性。百泰派克生物科技致力于推动高质量蛋白质组学研究，提供从样本准备、质谱分析到数据解读的一站式服务，助力科研人员高效完成各类研究项目。

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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