PCT-DIA技术 微量1mg石蜡/甲醛样本蛋白组学

PCT-DIA技术 微量1mg石蜡/甲醛样本蛋白组学

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品牌:鹿明生物

货号:LM-345

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供应商 :来电咨询:17317724501

保存条件 :石蜡包埋、甲醛固定样本研究

前言

 

随着质谱仪器的不断更新换代,蛋白组学的技术也不断的革新,从最早的2-D电泳技术到基于LC-MSMS的蛋白定性;从Labelfree 技术到标记定量iTRAQ/TMT技术以及时下备受推崇的DIA/SWATH技术、PRM/MRM技术,每一次的技术革新都使得蛋白组学研究更上一阶。蛋白DIA定量分析技术也被《Nature Methods》杂志评为最值得关注的技术之一;而2018年,《自然》将SWATH列为最值得关注的生物技术之一。该技术可谓蛋白组学研究的技术新潮。

 

生命科学的中心法则涉及了DNA、RNA和蛋白质,仅仅测量DNA和RNA难以获取关于生命活动的最直接信息,还需要蛋白质组大数据的参与。蛋白质组的复杂维度比基因组高好几个量级,需要更大的数据量才能深刻理解。如果我们有方法让各种组织细胞在病理生理状态下的蛋白质表达变成大数据,那将大大加强我们对生命的理解和对疾病的应对。当然,这样的话产生的蛋白质组大数据量级也将难以估量。
从生物学原理上看,蛋白质组的价值毋庸置疑。早在约20年前,全基因组测序完成后,在《科学》和《自然》杂志中,科学家们就兴奋地预言蛋白质组的时代已经到来。但直到现在,我们都很少看到蛋白质组对我们的生活或疾病诊疗产生实际的影响。这是因为蛋白质组面临很大的技术挑战,没有像基因测序技术那样的普及,这是一个卡住了全世界科学家脖子的难题。

  
  下面,从一个小角度谈一谈蛋白质组学在临床诊断上的最新进展,这涉及到临床蛋白质组学的研究人员一直困惑、争论的一个问题:蛋白质组中是否含有人类疾病的生物标志物(Biomarker)?

理论上看,这个问题的答案肯定是Yes,那为什么仍要提这个问题?因为蛋白质组发展了几十年,还没有一个能够被临床认证的生物标志物是由基于质谱技术的蛋白质组产生的。这是一个非常令人遗憾的事实。所幸,这并没有阻止科学家们探索的步伐,反而吸引越来越多的科学家涌向这一领域,希望用自己的创造力回答这个难题。
下面分享几个技术,可以在一定程度上应对这些技术挑战。


SWATH/DIA技术咨询                                                                                              

SWATH/DIA

SWATH/DIA是最近几年兴起的质谱技术,所产生的谱图就像下图展示的那样:在某一时刻,数个不同颜色的多肽在同一时间区间出现,DIA产生混合谱图,能够将样本信息完全转化为数字信息。而传统的鸟枪法质谱只挑选出一些丰度较高的多肽分离出来打碎,样本中很多信息都未被采集,其定量准确性在同样的色谱条件下逊于SWATH/DIA。

图像来源:SWATH 采集技术(非数据依赖型采集技术 (DIA) )

https://sciex.com.cn/technology/swath-acquisition

DIA技术咨询                                                                                                                

DIA技术简介 

DIA技术是先利用常规DDA质谱检测技术分析建立图谱库,之后采用DIA方法进行质谱数据采集,从而实现对样品中蛋白质的定性及定量,不同于传统的DDA技术,DIA技术将质谱整个全扫描范围分为若干个窗口,高速、循环地对每个窗口中的所有离子进行选择、碎裂、检测,因此可以无遗漏地获得样本中所有离子的全部碎片信息,数据利用度大大提高,缺失值更少。因此,DIA技术更适合于大样本量、复杂体系的蛋白检测。

图 | DIA技术流程
 

DIA技术优势

DIA技术较传统的iTRAQ/TMT/Labelfree蛋白组技术而言,具有如下优势

1. 保证了数据的完整性,缺失值少。 

2. 克服了iTRAQ/TMT的通量低的限制。 

3. 提高了低丰度蛋白的检出率。 

4. 鹿明生物基于Thermo公司的QE-HF高端质谱,检出率提升20%以上。

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压力循环技术(PCT)

样本处理方法也很重要。多数临床样本为了能够长久保存,通常是经过福尔马林固定、石蜡包埋的坚硬的柱状组织,从中提取足够的多肽是一大难题。基于压力循环技术的新方法,可以从1立方毫米(1~2毫克)的临床样品中提取50~200微克的多肽,能够做上百次质谱分析。整个流程可以在3小时内完成,足以满足大部分临床需求,这也大大降低了蛋白质组分析成本。

 

PCT技术简介

PCT技术是一种样品蛋白质组处理技术,通过在超高压和环境压力之间程序性周期性变换,诱导样品的基质和蛋白质溶解,促进并加速蛋白质酶解。对于临床样本,PCT还可以灭活潜在的传染微生物。PCT技术具有速度快、损失少、操作简便、保真度高等特点。
 

PCT优势

1、可处理特殊、珍贵、微量样本:石蜡包埋样本(1mg)、甲醛固定样本(1mg)、临床活检样本(1mg)、微量细胞样本(50万)、花粉/鱼苗等(1mg);

2、高效的酶解效率;

3、损失少:PCT处理1mg样本(如小鼠肝脏)的产率高出传统方法的40%;

4、操作简便:比传统样本处理方法减少近10步骤,仪器操作简单,误差小;

5、保真度高:Barocycle(超高压循环破碎仪)精确控制,有效地减少操作误差。

图 | PCT辅助组织裂解和蛋白质酶解的肽段产量和效率

 

 

2018年,《自然》将SWATH列为最值得关注的生物技术之一。鹿明生物也建立了一个非常高效的PCT-SWATH/DIA标准化流程。可将临床的大队列样品,通过高通量PCT-SWATH/DIA技术将检测信息转化成大数据。

 

那将样本处理PCT技术结合质谱检测技术DIA会产生怎样的火花呢?

PC-/DIA技术咨询                                                                                               
PCT-DIA结合

PCT技术可最大限度地减少样品前处理的步骤,并且使样品损失最小化,可处理低量的珍贵样品。DIA技术无通量限制,可用于大规模样本数量检测。将这两种技术强强结合,可实现针对石蜡/甲醛处理的组织样本及微量样本的蛋白组学分析,运用其通量高、稳定性强、速度快和精度高的特点,可解决微量样品难以分析蛋白质组的技术难题。当然,做完蛋白组学检测,您或许会想要进一步验证结果,高效的蛋白组PRM验证技术值得您关注。(技术详情可点此查看)

 

PCT-DIA样本收集要求:

PCT-DIA技术适用于石蜡样本、穿刺样本等蛋白组学研究~

应用领域

对于这样一个前沿新潮的质谱技术,您是否想进一步深入了解它的前世今生、发展趋势及如何运用呢?

我们将于2020年3月3日进行一场关于此技术的线上讲座的免费课程,干货多多,期待您来开启  


PCT-DIA技术讲座

时间:2020年3月3日  19:00-20:00

地点:线上讲座

主讲人:郑云娜

 

主讲人简介:鹿明生物资深技术支持,从事遗传学、多组学研究等领域研究数年,擅长于项目方案设计,熟悉蛋白组学、代谢组学及多组学数据分析,且具有丰富的组学数据处理经验;曾参与西湖大学郭天南教授Guomics实验室关于PCT-DIA及DIA技术的项目交流经验;同时参与了鹿明生物多个石蜡样本的PCT-DIA蛋白组项目,协助客户处理实验方案设计、数据处理、文章撰写及投稿建议等,具有丰富的PCT-DIA及DIA项目经验。

 

讲座简介:

1、蛋白组学技术概括;

2、PCT-DIA技术简介及研究流程;

3、蛋白组学样本收集及注意事项;

4、蛋白组学(PCT-DIA&DIA技术)高分文章研究思路解析;

4、蛋白生物标志物biomarker筛选分析;   

5、多组学结合研究分析;

6、投稿推荐等干货内容。

  

长按扫码添加微信申请免费讲座和课件

 

Tips:后期将有更多组学专家进行技术交流讲座,欢迎关注我们,随时获取更多的学习资源。

 

下面再分享一篇发表在Nature Medicine杂志(IF=30.641)的实用案例,以6个样本为例,详细地介绍了PCT-DIA技术的实验步骤。

 

本篇由苏黎世联邦理工学院Ruedi Aebersold教授团队在Nature Medicine杂志(IF=30.641)发表题为“Rapid mass spectrometric conversion of tissue biopsy samples into permanent quantitative digital proteome maps”的研究论文,该研究提出了一个方法,可以快速稳定地将微量样本转化为一份数据文档,永久地存贮这个样本经质谱分析得到的蛋白质组结果。

 

DIA技术简介

 

基本信

【材料】组织活检样品 

【主要技术】PCT-DIA(SWATH)技术

【期刊】Nat.Med.

【影响因子】30.641
 

技术路线

1、建立PCT-DIA(SWATH)工作流程;

2、质谱分析;

3、利用PCT-DIA(SWATH)检测肾组织中蛋白质的动态范围;

4、PCT-DIA(SWATH)检测肾组织蛋白质组的变异分析;

5、利用PCT-DIA(SWATH)进行肾肿瘤活检分型;
 

PCT-DIA实验步骤(以6个样本为例)

步骤一:组织溶解与蛋白提取

将一批6个活检组织放入试管中并在Barocycle(超高压循环破碎仪)中裂解。

 

步骤二:蛋白酶解

提取的蛋白质被还原和烷基化并稀释,利用Barocycle(超高压循环破碎仪)促进酶解反应,C18柱脱盐,真空干燥。总耗时约6小时。

 

步骤三:混样DDA建库

混合样品经过SCX分级,利用DDA扫描模式建库。

 

步骤四:DIA-MS分析

使用DIA扫描模式(即SWATH)进行谱图信息采集。

 

步骤五:图谱分析

将DIA扫描模式下获得的图谱信息与DDA建库信息进行比对,通过一系列的数据处理手段,获得蛋白定性和定量信息。

结果展示

图1 |不同技术重复之间的中位数变异系数(CV(%)<24%)

 

 

图2 |PCT-DIA技术验证其他文献中已发表的蛋白质标志物

 

图3 |组间和组内的变异系数

 

 

PCT技术是一种基于循环超高压的快速破碎微量样品的技术。具有速度快、损失少、操作简便、保真度高等特点,结合SWATH(DIA模式)的全范围扫描技术,特别适合大队列(几十上百甚至上千个样品)、少量样品(比如组织活检样品)蛋白组批量分析。文章采用PCT-SWATH技术,不仅能区分健康组织和肿瘤组织,还能实现对癌症的分子分型。该方法还可以应用于药物功能分析、分子功能分析等多个研究领域,是从蛋白组层面进行大队列分析的理想方法。

 

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鹿明生物

上海鹿明生物科技有限公司,一直专注于生命科学和生命技术领域,是国内早期开展以蛋白组和代谢组为基础的多层组学整合实验与分析的团队。经过近数年的发展沉淀,公司建立起了iTRAQ/TMT、DIA、PRM、修饰蛋白组等蛋白组学技术平台和全谱代谢组、靶向代谢组、拟靶向代谢组、脂质组等代谢组学技术平台以及相应的数据整合分析平台,并建立了科学完整的服务流程和精细规范的操作标准。

公司拥有:

SCIEX-QTRAP-6500,

SCIEX-QTRAP-6500 plus,

SCIEX-QTRAP-4000,

Waters Xevo G2-XS,

Thermo-GC-QQQ,

Thermo-Obritrap-QE,

Thermo-Obritrap-QE-HF,

Aglient-GCMS-7890B/5977A,

AglientGCMS7890B/5977A(带顶空进样装置)

及云计算分析平台等大型检测设备以及完整的样品前处理系统和GCMS-LUG数据库—GC-MS广靶筛选、LC-MS 500+数据库—LCMS广靶筛选、LC-MS-物种定性库-定性等数据分析系统(拥有各类分析软件及数据库)。

公司荣获国家高新技术企业认证、专精特新企业认证,通过ISO9001质量管理体系认证,获得代谢组学专利及软件著作等近20余项知识产权专利;同时也取得上海市公共技术服务平台资质认证,获得上海市创新创业计划大赛支持。

迄今为止,鹿明完成服务项目上万个,涉及医学、农业、生态学及工业应用等多个研究领域,发表SCI论文数百篇。

 

2017年6月,公司与上海欧易生物医学科技有限公司实现战略整合,实现中心法则上中下游多层组学的串联,整合后的鹿明力求打造优质技术平台,争做优质蛋白代谢服务企业,助力生命科学领域的科学家快出成果,出好成果,从而推动科技创新。
鹿明生物,多层组学定制服务专家,为您的科研助力!

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END

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本文系鹿明生物原创

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