定量研究和定性研究的方法有哪些?
蛋白質組學定性研究方法主要用於蛋白質的鑑定、分類和結構分析。常用的定性研究方法有:
1.雙向電泳(2D-PAGE):
這是一種常用的蛋白質分離技術,將蛋白質在二維平面上分離。第一維是等電聚焦(IEF),基於蛋白質的等電點對蛋白質進行分離;第二維是SDS-PAGE,基於蛋白質的分子量進行分離。該方法可以獲得蛋白質的分佈圖譜,為進一步的質譜分析提供基礎。
2.質譜技術(Mass Spectrometry,MS):
質譜技術透過測量蛋白質或肽段的質量和電荷比,對其結構和氨基酸組成進行定性分析。常見的質譜技術有MALDI-TOF MS(基質輔助鐳射解吸/電離飛行時間質譜)和ESI-MS(電噴霧電離質譜)等。質譜技術可以鑑定蛋白質的氨基酸序列和翻譯後修飾(PTM)等資訊。
3.液相色譜-質譜聯用(LC-MS/MS):
將液相色譜(如高效液相色譜,HPLC)與質譜技術相結合,實現蛋白質組樣品的定性分析。液相色譜可以對蛋白質和肽段進行分離和富集,質譜技術則用於蛋白質和肽段的鑑定。LC-MS/MS可以對複雜樣品中的蛋白質進行高靈敏度和高通量的分析。
蛋白質組學定量研究方法主要用於蛋白質的表達水平和活性的研究。一些常用的定量研究方法主要包括:
1.SILAC(穩定同位素標記氨基酸在細胞培養中):
這是一種基於同位素標記的定量方法。透過將細胞在不同同位素標記的氨基酸中培養,使得蛋白質在質譜分析中產生不同的同位素峰。透過比較不同實驗組間蛋白質同位素峰的強度,可以實現蛋白質的相對定量。
2.iTRAQ(同位素標記相對和絕對定量):
iTRAQ是一種化學標籤法,透過將不同實驗組的蛋白質樣品用不同的同位素標籤修飾,然後混合進行LC-MS/MS分析。在質譜中,不同實驗組的肽段會產生不同的同位素峰,透過比較峰強度,可以實現蛋白質的相對定量。
3.TMT(Tandem Mass Tags):
TMT與iTRAQ類似,也是一種基於同位素標記的化學標籤法。TMT標籤有多種,可用於標記不同實驗組的蛋白質樣品。將不同實驗組的蛋白質樣品用不同的TMT標籤修飾後混合,進行LC-MS/MS分析。透過比較不同實驗組間蛋白質肽段的同位素峰強度,可以實現蛋白質的相對定量。
4.非標記定量(Label-free quantitation):
這種方法不需要對蛋白質樣品進行標記,而是透過對比不同實驗組的質譜資料,如肽段的離子強度或譜計數,來實現蛋白質的相對定量。標籤自由定量方法較為簡單,但需要嚴格的實驗條件和數據處理方法以確保結果的準確性。
5.SWATH(序列視窗獲取所有理論質譜):
SWATH是一種基於資料獨立採集(DIA)的定量方法。在SWATH實驗中,質譜儀會對樣品中所有可能的肽段離子進行全掃描,並在後續數據處理中篩選出感興趣的肽段進行定量分析。SWATH方法具有較高的定量準確性和復現性。
透過結合定性和定量研究方法,蛋白質組學可以揭示蛋白質在生物過程中的作用和調控機制,為疾病診斷、藥物研發等領域提供重要資訊。
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