生物标志物（Biomarkers）作为疾病早期诊断、预后评估、治疗监测的重要手段，正成为生物医学研究的热点。而如何从成千上万的蛋白中筛选并验证出具有临床意义的标志物？Parallel Reaction Monitoring（PRM）作为一种高特异性、高通量的靶向蛋白质定量技术，已经成为推动生物标志物研究由“候选发现”迈向“机制验证”与“临床应用”的关键手段。本文将系统阐述PRM蛋白质组学在生物标志物验证中的应用机制、技术优势、实验设计与分析流程，剖析其在蛋白质组学研究中的独特价值，帮助科研人员高效完成标志物验证任务。

一、从发现到验证：生物标志物验证路径

生物标志物研究一般包括以下三个阶段：

1、发现阶段（Discovery）

采用数据依赖采集（DDA）或数据独立采集（DIA）等无靶向蛋白质组学技术，从不同组别样本中筛选出差异表达的蛋白候选物。

2、验证阶段（Verification）

使用PRM等靶向技术，在更大规模样本中对候选蛋白进行高精度、定量验证。

3、临床验证阶段（Validation）

采用ELISA、质谱多肽阵列等高通量平台，在临床队列中验证其特异性和敏感性。

其中，PRM技术在“发现”与“临床验证”之间起到桥梁作用，既具有较强的靶向性和灵敏度，又能保持多靶标并行分析的能力，适合处理数量在几十至数百个候选肽段的中等规模验证任务。

二、PRM技术原理与优势解析

PRM是基于高分辨率、高质量精度质谱平台（如Thermo Orbitrap系列）开发的靶向定量分析方法。其核心原理是：

• 在一级质谱（MS1）选择目标肽段作为母离子（Precursor），进入碎裂室后产生多个碎片离子（Fragment ions）；
• 使用二级质谱（MS2）全扫描记录所有碎片离子信号；
• 利用肽段特征的碎片离子图谱进行定量与识别。

PRM蛋白质组学的主要技术优势包括：

1、高特异性

PRM同时采集多个高分辨率碎片离子峰，可有效区分共洗脱背景信号，极大提高检测的选择性，尤其适用于复杂样本（如血浆、组织）中的低丰度蛋白。

2、高精度与高重现性

相比SRM/MRM技术，PRM无需预设特定离子对，采集范围更广，适配能力更强，实验间重复性（CV）通常控制在10%以内。

3、可追溯与易扩展性强

所有采集的MS2谱图可用于后期重新提取其他肽段的数据，便于扩展目标或修正错误，是迭代研究和多中心项目的理想工具。

4、方法开发效率高

基于DDA/DIA已有数据即可构建靶标肽段列表，配合软件（如Skyline）快速生成分析方法，节省开发周期与人力成本。

三、PRM蛋白质组学实验设计要点

成功的生物标志物验证离不开合理的PRM实验设计。以下为常见的设计要素：

1、靶标肽段选择

（1）肽段应唯一映射至目标蛋白，长度一般在7-20个氨基酸

（2）尽量避免氧化位点（Met）、脱氨基（Gln）等修饰敏感位点

（3）优先选择在DDA/DIA中有良好响应强度的肽段

2、内标设置

（1）推荐使用稳定同位素标记（SIS）肽段作为内标，实现绝对定量或提高相对定量精度

（2）内标应与内源肽段保留时间一致、离子化效率接近

3、仪器参数优化

（1）采用高分辨率、高质量精度的Orbitrap仪器，MS2分辨率建议设为30,000或更高

（2）设置合理的保留时间窗口（RT window）与目标碎片离子m/z，以提高采集效率

4、生物重复与QC设计

（1）每组样本建议至少设置3个生物学重复

（2）实验中设置QC样本（如混合样本、稳定同位素肽段）以监控系统稳定性

四、PRM蛋白质组学数据分析流程

1、数据导入与靶标设定

使用 Skyline 等软件导入原始质谱数据（如 Thermo .raw 文件），并加载目标肽段列表及其对应碎片离子。

2、色谱峰提取与峰识别

根据设定的保留时间窗口与离子对信息，提取目标XIC（提取离子色谱图），并自动或手动识别色谱峰。

3、峰积分与定量

通过积分各碎片离子的面积值实现肽段的相对或绝对定量，通常选取信噪比高、重现性好的3-5个碎片离子。

4、数据标准化与归一化

常用方法包括：

• 使用内标校正（Normalization by SIS）
• Total area normalization
• Median normalization across runs

5、统计分析

对处理后的定量数据进行统计检验（如t检验、Mann-Whitney U检验），并结合ROC曲线评估诊断能力（AUC）、灵敏度和特异性等指标。

6、可视化与报告输出

通过火山图、热图、聚类分析等形式展示差异肽段信息，并输出标准化报告用于项目汇报或发表。

五、PRM蛋白质组学技术在生物标志物验证中的综合优势

百泰派克生物科技基于Orbitrap Fusion Lumos/Exploris平台，结合高覆盖率靶标数据库和内部优化的PRM分析流程，为客户提供以下服务：

• 从DDA发现到PRM验证的一体化实验方案
• 自建PRM模板库，覆盖上万个经验证的蛋白靶标
• 专业的内标设计与合成支持，实现绝对定量
• 标准化分析流程（Skyline + R），输出出版级图表与统计结果
• 多种样本类型支持：血清/血浆、FFPE组织、细胞裂解液等

PRM蛋白质组学以其卓越的特异性、灵敏度和高重复性，成为生物标志物验证环节中的“黄金标准”。通过合理的实验设计、精准的内标控制和标准化数据分析，科研人员可高效、可靠地从众多候选分子中筛选出具有转化潜力的蛋白标志物。百泰派克生物科技将持续优化 PRM 质谱平台与数据处理流程，助力标志物从实验室走向临床，为精准医疗发展贡献技术力量。如您在标志物验证过程中有任何技术需求，欢迎随时与我们联系，获取免费的项目评估与方法建议。

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；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!

>>点击了解更多优质服务项目