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何為生物標(biāo)志物？

 

簡單來說，生物標(biāo)志物即為指標(biāo)，隨應(yīng)用場景不同而意義不同，在精準(zhǔn)醫(yī)療中可指示疾病的發(fā)生發(fā)展，用于疾病診斷；在藥物評價中可指示藥物的有效性和安全性，用于治療手段的選擇。

 

舉個栗子，獲得美國FDA批準(zhǔn)上市的卵巢癌體外診斷生物標(biāo)志物OVA1即為由5個蛋白質(zhì)組成的一組生物標(biāo)志物集。

 

 

 

蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的研發(fā)之路

 

生物標(biāo)志物的臨床前開發(fā)過程主要包括三個階段，即差異發(fā)現(xiàn)、初步驗證和最終確認(rèn)。

 

隨著研究人員在發(fā)現(xiàn)階段積累了大量數(shù)據(jù)之后，就需要對發(fā)現(xiàn)階段得到的差異表達蛋白進行驗證和確認(rèn)，從而推動生物標(biāo)志物的開發(fā)。這就需要對目標(biāo)蛋白或肽段進行定量。

 

生物標(biāo)志物的樣本來源通常為血漿、尿液、組織等成分復(fù)雜的樣品，這就要求儀器必須具備高靈敏度高穩(wěn)定性，以確保低豐度蛋白的檢出和準(zhǔn)確定量。

 

 

TSQ Altis用于蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的定量

 

TSQ Altis是賽默飛世爾科技在2017年推出的全新一代三重四極桿質(zhì)譜儀，其中采用了增強型主動離子管控（Active Ion Management，AIM+）技術(shù)優(yōu)化從離子源至檢測器的離子傳輸、消除主要噪聲源、精確隔離待測物，最終獲得了極限定量性能。與以前的AIM技術(shù)和其他三重四極桿質(zhì)譜系統(tǒng)相比，AIM+技術(shù)具有出色的重現(xiàn)性、靈敏度、更快的SRM速率和更長的檢測器壽命。

 

TSQ Altis三重四極桿質(zhì)譜儀的儀器控制軟件提供自動復(fù)合優(yōu)化和用于簡化直觀方法設(shè)置的新工具。當(dāng)與賽默飛TraceFinder Software（一種解決從樣品引入到報告生成的工作流程軟件）結(jié)合使用時，分析科學(xué)家可以通過簡化的工作流程改進復(fù)雜分子類型的靶向定量分析，與單獨使用儀器控制軟件相比，進一步提高了生產(chǎn)效率。

Thermo Scientific™ TSQ Altis 質(zhì)譜儀

 

 

接下來，我們用兩個實例對TSQ Altis 的定量驗證能力進行考察。

 

實例1——目標(biāo)蛋白相對定量

選擇目標(biāo)蛋白強度的3條肽段以及對應(yīng)的強度的6個子離子進行定量（圖1），其中帶有可變修飾的肽段不選用。離子對優(yōu)化后對所有樣品進行MRM定量并計算不同組之間的比值，與前期發(fā)現(xiàn)階段用高分辨Orbitrap所得的差異變化一致。

 

圖1 目標(biāo)蛋白相對定量代表性譜圖

 

 

實例2——目標(biāo)肽段定量

 

通過優(yōu)化，可實現(xiàn)目標(biāo)肽段4個數(shù)量級的線性范圍（圖2），LOQ達到1.67amol（圖3）。且，峰面積CV 10%，足以顯示TSQ Alits靈敏度高，動態(tài)范圍寬的優(yōu)勢。

 

圖2 目標(biāo)肽段的標(biāo)準(zhǔn)曲線（濃度范圍5fg/µl-50000fg/µl）

 

圖3 目標(biāo)肽段LOQ點的色譜圖（柱上5fg，即1.67amol）

 

 

 

得益于增強型主動離子管控技術(shù)（AIM+），TSQ Altis三重四極桿適用于復(fù)雜生物學(xué)樣本中低豐度蛋白的分析，可以完成蛋白組學(xué)中的相對定量和定量實驗，全面提升了蛋白組學(xué)中的定量驗證能力。此外，基于高分辨Orbitrap的發(fā)現(xiàn)型蛋白質(zhì)組學(xué)研究到基于TSQ Alits的蛋白質(zhì)組學(xué)定量可以實現(xiàn)無縫對接，用于蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)、驗證和確認(rèn)。

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