基于质谱(LC–MS/MS)的蛋白组学已从发现研究扩展到定量、多位点修饰谱、靶向验证与大队列研究。与常规蛋白学实验相比,蛋白组学对“化学背景、离子抑制、样品损失与批次稳定”更为敏感:痕量盐/表面活性剂、塑化剂与聚合物溶出、金属离子污染、载体材料吸附以及消化效率波动,均会导致鉴定/定量波动、洗脱滞后或谱图抑制,从而影响跨批次与跨平台的数据可比性。
一、定义与试剂特点
“蛋白组学级”试剂是指围绕LC–MS样品前处理与检测用途化验证的化学与酶制剂体系,覆盖还原/烷基化、变性与清洗、酶解、标记、富集、脱盐/净化以及挥发性缓冲与流动相等关键环节。其主要特点:
- 极低背景与杂质:去除干扰MS信号的非挥发性盐、表面活性剂与金属离子;残留物含量<ppm级。
- 高批次一致性:离子强度、pH与杂质谱控制严格,适配跨实验室与跨平台定量对比。
- MS-Compatible(质谱兼容):避免非挥发性盐(如EDTA、磷酸盐)与强离子型表面活性剂(如SDS);若用于前处理,须在上机前彻底去除残留。
- 低吸附与高回收率:针对痕量样本的低吸附配方,确保纳升级进样的回收稳定。
- 文件可追溯与验证体系:附带LC-MS纯度检测报告、金属杂质ICP-MS数据与酶活度曲线。
二、关键质量要求与检测方法
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质量属性
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技术意义
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检测/验证方法
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化学纯度
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控制非目标副产物与背景噪声
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HPLC/UPLC、GC-MS
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挥发性与MS兼容性
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保证电离效率与峰形稳定
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LC-MS基线噪声与峰形检测
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金属杂质
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防止金属离子抑制酶活或形成配位干扰
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ICP-MS定量分析
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有机残留
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避免非挥发组分在MS离子源沉积
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GC-MS残留分析
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酶活稳定性
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确保切割效率与重复性
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酶解曲线、肽段覆盖率
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缓冲离子强度与pH
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影响电喷雾稳定与肽段分离重现性
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电导率与pH实测
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可溶性与低吸附性
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保证痕量蛋白回收率
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低吸附试验、BSA回收实验
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批次一致性
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确保跨批LC-MS数据对比性
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ΔRT、ΔM/Z、ΔAUC测定
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生物学安全性
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防止污染物或核酸残留干扰蛋白定量
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微生物培养、DNA残留检测
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三、适用范围
- 采集与定量模式:DDA/DIA(含diaPASEF)、PRM/SRM/MRM;Label-free、SILAC、TMT/iTRAQ、重同位素内标(AQUA/PrEST)。
- 样品前/后处理:裂解与去表活(SDS-free/SP3/S-Trap)、还原/烷基化、胶内/胶外消化、SPE去盐(C18/HLB)、分级(高pH反相/SCX/HILIC),上机重溶与纳升/微流进样。
- 修饰与富集:磷酸化(TiO₂/IMAC)、泛素化(K-ε-GG)、乙酰化/甲基化、糖肽/糖蛋白(HILIC/亲和法/释放酶)、氧化/硝化等;需配套MS-compatible抑制剂与捕获介质。
- 靶向验证与定量:面向生物标志物/通路蛋白的PRM/SRM/稳定同位素稀释(绝对定量)。
- 特殊样本类型:血清/血浆及其他体液(高动态范围)、FFPE组织(交联逆转/肽修复)、低量/单细胞(低吸附与载体策略)。
- 结构与相互作用:交联蛋白组(XL-MS)、原生/拓扑(native/top-down)质谱用于蛋白同位体/蛋白体分析(需专用缓冲与非变性条件)。
- 系统质控与方法转移:iRT/保留时间锁定、QC标准肽/混合物、外标/内标用于跨批趋势监控与平台间比对。
四、主要组成与功能定位
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类别
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产品
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典型用途
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电泳与缓冲体系
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丙烯酰胺;TEMED;Tris碱;甘氨酸;甘油
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制胶与跑胶、转膜缓冲;上样增密/稳定
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表面活性剂/溶解剂
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Brij® L23
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蛋白/膜蛋白温和溶解
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酶类(消化/脱修饰)
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胰蛋白酶;PNGase F;神经氨酸酶
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蛋白酶解;释放N糖链;去唾液酸;N端修饰解析
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净化/富集
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多肽脱盐小柱;磷酸肽富集试剂盒
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肽段去盐;富集磷酸化肽;去高丰度蛋白
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显色/检测
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Rapid Chemi AP Substrate
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WB化学发光(AP体系)
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标准品/质控
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RNase B糖蛋白标准品;HeLa蛋白消化标准品
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N糖分析对照;LC-MS系统QC
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通用前处理
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蛋白组学前处理试剂盒
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裂解/还原/烷基化/消化一体化
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五、常见问答(FAQ)
Q1:为何普通分析纯试剂不能用于质谱样品制备?
A:分析纯虽杂质低,但仍含非挥发性盐、金属离子与表活残留,进入电喷雾后会造成离子抑制、峰形拖尾或质谱源污染。Proteomics级试剂经过MS兼容性验证,可显著降低背景噪声。
Q2:样品信号强度低、谱图重复性差?
A:可能因盐未完全去除或缓冲液非挥发;建议增加SPE去盐或更换挥发性缓冲体系(NH₄HCO₃);检测样品浓度与进样体积一致性。
Q3:蛋白酶切不完全、肽段覆盖率低?
A:需确保酶活度正常(酶:底物=1:50–1:100);还原/烷基化充分(优先单一还原剂:TCEP或DTT,避免并用);酶解温度与时间优化至37°C、12–16 h。
Q4:2-DE胶背景高或染色不均?
A:应选用高纯丙烯酰胺和低金属缓冲体系;染色液应为低蛋白修饰型Coomassie或银染体系;更换纯水或玻璃器皿清洗后重新制胶。
Q5:TCEP与DTT选择?
A:TCEP抗氧化与pH稳定性更好,兼容碱性条件;DTT更快但对IAA需控光与时间。对易氧化样品优先TCEP,且与烷基化步骤连贯设计。
六、阿拉丁产品优势
1.MS级超高纯度保障
采用多重精制与无金属设备生产,残留盐离子低至ppm级,非挥发组分检测合格后方可放行。
2.全流程质谱验证
每批次通过LC-MS、ICP-MS、HPLC进行纯度与兼容性检测,确保离子化效率与信号稳定。
3.低吸附与痕量回收优化
针对痕量样品优化配方,减少吸附损失,提高肽段检出率与覆盖深度。
4.批次可追溯性与文档支持
提供COA、质谱背景谱、金属残留图谱、推荐使用流程;支持长期项目的数据连续性。
5.跨平台兼容
适配Orbitrap、Triple TOF、Q Exactive、Bruker timsTOF等主流系统,验证峰型与响应一致性。
七、相近级别对比
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级别/标签
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核心特征
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潜在问题
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推荐用途
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选择提示
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电泳级
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聚合稳定、条带清晰
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LC-MS背景较高
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SDS-PAGE分离
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不用于质谱定量
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蛋白分析级
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低背景、缓冲稳定
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LC-MS可浸出物未专项限制
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WB、酶学与通用定量
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做质谱需升级
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无蛋白酶级
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无降解风险
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不保证质谱低背景
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蛋白保存与免疫应用
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质谱不优先
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LC-MS级
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针对色谱与喷雾优化
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对酶解与样品前处理关注有限
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小分子/代谢组学
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蛋白组学还需酶端适配
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蛋白组学级
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同时满足前处理与LC-MS低背景
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需按流程配套使用
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底物酶解与定量质谱
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通用首选
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以“蛋白组学级”为底线,控制背景与杂质、保障批次一致与MS兼容,才能把结果做成可比、可复现、可追溯的数据。阿拉丁通过MS级纯化、严格金属与有机残留控制、全流程质谱验证,实现信号稳定、背景干净与跨批一致的研究体验。它为高通量蛋白组学、修饰组学及精准定量实验提供了可靠、标准化且可追溯的试剂基础。
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