如何利用AI與機器學習提升無標記蛋白質組學數據分析效率？檢測技術服務詳情介紹

近年來，dànbáizhì組學已成為理解生命過程與疾病機制的重要技術手段。其中，無biāojìdìng量dànbáizhì組學（Label-Free Quantitative Proteomics, LFQ）以其實驗設計靈活、樣本需求量低等優勢，在基礎研究與臨床應用中被廣泛采用。然而，LFQ的一個突出問題是數據分析流程復雜、計算量龐大、結果易受多因素干擾。隨著人工智能（AI）和機器學習技術的迅猛發展，這一問題正在迎來新的解決思路。AI不僅在圖像識別、自然語言處理等領域表現出強大的能力，在組學大數據處理、信號模式識別、異常檢測等方向也展現出廣闊的應用前景。

一、無標記dànbáizhì組學工作流程

無biāojìdìng量dànbáizhì組學通常包括以下四個主要步驟：

• 特征檢測與峰提取：提取每個肽段的離子峰信息，作為定量基礎；

• 保留時間對齊與肽段配對：校正批次間的色譜漂移，實現不同樣本間肽段的準確匹配；

• 缺失值處理與歸一化：補全檢測不到的數據點，并校正樣本間系統誤差；

• 定量統計與差異分析：評估蛋白表達變化，識別關鍵生物標志物。

二、AI與機器學習介入的關鍵環節

1、特征提取

質譜信號的特征提取是數據分析的起點。AI模型，尤其是卷積神經網絡（CNN）等深度學習架構，可自動學習質譜圖譜中的模式，實現對峰形的jīngzhǔn識別和噪聲過濾。這不僅提升了峰識別的靈敏度，也減少了人工干預，提高處理效率。

2、保留時間對齊

不同批次、不同平臺的樣本在液相色譜保留時間（RT）上常存在系統性偏移。AI模型通過學習大量歷史RT數據，可進行非線性預測與校正，顯著提升多批次樣本的一致性，為后續定量分析打下堅實基礎。

3、缺失值*

LFQ數據中不可避免地存在大量缺失值，可能由信號強度低、樣本間變化大或技術噪聲造成。簡單的插值方法如Kzuì近鄰（KNN）或均值*存在失真風險。機器學習模型如隨機森林、jíduān梯度提升（XGBoost）或自編碼器等能通過多特征信息建模，對缺失值進行更為合理的估計，從而降低偏差、提高統計功效。

4、差異蛋白篩選與特征識別

差異表達分析通常采用t檢驗、ANOVA等統計方法，適用于滿足正態分布假設的小樣本分析。在實際研究中，數據常不符合這些前提。AI方法能夠引入多維度變量信息，通過分類器（如支持向量機、邏輯回歸、集成學習等）提高差異蛋白識別的準確性，同時挖掘潛在的生物標志物組合，有助于構建更具預測力的模型。

三、AI提升LFQ分析效率的優勢

AI與機器學習技術可在無標記dànbáizhì組學中帶來以下幾方面的顯著優勢：

• 計算效率大幅提升：自動化的數據處理流程顯著減少人工操作時間，適合大規模樣本處理；

• 分析結果更穩定：AI模型對多源噪聲的適應性強，分析重復性更高；

• 數據挖掘深度加深：非線性模型可識別復雜變量間關系，揭示難以捕捉的生物學規律；

• 個性化分析策略實現：根據不同實驗設計與樣本類型靈活調整模型，提高方案定制化能力。

無標記dànbáizhì組學正在逐步走出數據處理瓶頸，而AI與機器學習正是推動這一轉變的關鍵技術力量。科學家正借助這些工具，以更高的效率、更低的誤差率、更豐富的生物信息，解碼復雜生命體系中的dànbáizhì表達圖譜。百泰派克生物科技將持續關注AI與組學的交叉前沿，致力于為科研人員提供優良、zhuānyè的基于Label Free的定量蛋白組分析服務。

百泰派克生物科技特色項目

一、蛋白測序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統對dànbáizhì序列進行分析，提供基于質譜的蛋白測序分析服務，包括對dànbáizhì的氨基酸組成分析，Nduāncèxù，Cduāncèxù和全序列分析，以及基于埃德曼降解的dànbáizhìN端序列分析服務。對于未知理論序列的dànbáizhì，提供基于從頭測序法的dànbáizhì從頭測序服務，對蛋白序列進行分析。

※服務優勢：

1.采用目前世界上優良的質譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實現對所測定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測定蛋白N端多達 70個氨基酸序列;

4.可測定多種形式的樣品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白條帶;

5.樣品用量低: 蛋白樣品僅需 5-10ug，即可完成檢測;

6.測序不受N端封閉，PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

二、dànbáizhì組學

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質譜平臺結合Nano-LC，提供定量dànbáizhì組學、靶向dànbáizhì組學、多肽組學、翻譯后修飾蛋白組學等多種dànbáizhì組學分析服務。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4Ddànbáizhì組學服務，助力微量樣本蛋白組學、大樣本群醫學及高通量修飾組學等研究工作。

※服務優勢：

1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規模實驗分析，發現新的生物標記物;

2.體內體外多種dànbáizhì標記方法，適用于分析組織、細胞、血液等多種樣品;

3.質譜分析靈敏度高，實驗結果重復度高;

4.可檢測較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學分析，分析更系統準確。

三、單細胞質譜流式技術分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質譜流式系統進行單細胞質譜流式技術分析，采用金屬元素標記物（通常是金屬元素標記的特異抗體）標記細胞表面和內部的分子，然后用流式細胞原理分離單個細胞，再用電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）分析單個細胞的原子質量譜，zuì后將原子質量譜數據轉換為細胞表面和內部的信號分子表達量。

※服務優勢：

1.技術優良，*技術空白

采用金屬標記抗體技術，避免了傳統流式熒光通道少且易相互影響的問題。可在單細胞層面上對多種指標同時進行表征，百泰派克生物科技可做到同時檢測51個目標蛋白。

2.分析數量大，成本較低

單細胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細胞匯總的分析數目一般在2x10^4個左右，而流式質譜技術一次（單樣本）就可分析至少10^5的細胞，實現了數量級的提高，且成本不高于單細胞RNAseq。

3.應用前景大

①流式質譜結果可以給出細胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標簽技術與其他技術結合會有新應用方向。除常規蛋白外，質譜流式細胞技術還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測細胞存活率、細胞大小、mRNA轉錄子表達量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現

百泰派克生物科技的基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實現10,000個以上I型多肽和10,000個以上II型多肽的鑒定和識別。通過我們優化的高通量免疫多肽組學分析平臺進行免疫肽組學分析，可從zuì小的樣品材料中進行可重復的識別和定量。該服務可以應用于大規模的研究，旨在助力科研工作者尋找癌癥、免疫疾病及傳染病的解決方案，深入挖掘未知的靶標。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質譜技術，MALDI TOF，高效色譜分離技術，提供一系列完善的生物藥物分析方案，從dànbáizhì、多肽、抗體、疫苗等生物制品的氨基酸組成和一級結構分析，到產品變異性和純度分析。旨在提供優質生物藥物分析服務，幫助生物醫藥生產商提高生物藥物品質。

百泰派克生物科技七大檢測平臺

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物質譜多組學優質服務商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫療器械行業提供質量控制檢測和項目驗證等zhuānyè服務。公司實驗室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規和指導原則，通過CNAS/ISO9001雙重質量體系認證，建立了完備的質量體系，數據冷熱/異地備份，設備定期計量/期間核查，軟件審計追蹤，為客戶提供一體化解決方案和技術服務，支持新藥研發、藥物申報注冊和生產放行。

1.公司采用ISO9001質量控制體系，zhuānyè提供以質譜為基礎的CRO檢測分析服務；

2.獲國家CNAS實驗室認可，為客戶提供符合全球藥政法規的藥物質量研究服務；

3.業務范圍覆蓋dànbáizhì組學、多肽組學、代謝組學、生物藥物表征、單細胞分析、單細胞質譜流式、生信云分析以及多組學生物質譜整合分析等；

4.七大質量控制檢測平臺，滿足您一站式服務需求；

5.服務3000+企業，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優質的生物質譜分析服務!

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