SWATH-MS（Sequential Window Acquisition of All Theoretical Mass Spectra）作为基于数据独立采集（DIA）的质谱技术，近年来在蛋白组学研究中获得广泛应用。它以出色的重现性、高通量和广覆盖性，成为大规模样本定量分析的重要技术选择。而OpenSWATH作为目前应用最广泛的SWATH数据分析工具之一，因其开源性、灵活性以及对多平台的兼容，成为科研人员进行DIA数据处理的重要方案。

一、OpenSWATH简介

OpenSWATH是建立在OpenMS框架基础上的一套软件工具，用于对SWATH-MS数据进行靶向肽段提取和定量分析。其工作原理是将DIA数据中的全扫描信息与预先构建的谱库进行比对，通过提取特定肽段的色谱信息，实现高通量、高精度的定量。OpenSWATH具有数据完整性强、重复性好、可扩展性强等优点，非常适用于生物样本间的系统比较研究。

二、完整分析流程概览

使用OpenSWATH进行SWATH蛋白组学分析，通常需要经过以下几个核心步骤：

1、原始数据格式转换

质谱仪生成的原始数据文件通常为特定厂商格式（如.wiff或.raw），需要在OpenSWATH分析前转换为通用的.mzML格式。该转换可通过ProteoWizard软件中的msconvert工具完成。转换过程中应同时执行峰提取（peak picking），确保后续色谱提取的准确性。

2、构建或获取高质量谱库

SWATH分析依赖谱库中提供的肽段信息来实现靶向定量，因此谱库的质量直接决定了分析结果的可靠性。谱库可以通过DDA实验构建，也可以从公共数据库（如SWATHAtlas）下载已有的标准谱库。谱库中需包含肽段的前体离子m/z、碎片离子m/z、保留时间等信息，推荐使用.tsv或.TraML格式。谱库需尽可能匹配样本物种、组织类型与质谱平台，否则会显著影响肽段识别率与定量准确性。

3、iRT校准标准化

由于不同批次SWATH实验可能存在保留时间偏移，为保证肽段识别的统一性，OpenSWATH分析推荐使用iRT（indexed Retention Time）标准肽段进行保留时间校准。科研人员可在样品中添加商业化iRT标准混合物，在分析前构建iRT谱库，并使用RTNormalizer工具完成保留时间标准化操作。这一过程显著提升了跨样本比对的一致性。

4、执行OpenSWATH主流程

数据和谱库准备完成后，即可使用OpenSwathWorkflow工具进行主流程运行。该步骤主要包括XIC（提取离子色谱图）提取、峰识别、肽段匹配与定量等核心分析。需要指定输入的mzML文件、谱库文件、iRT校准文件以及输出路径。运行过程中，OpenSWATH将根据谱库信息提取目标肽段在各样本中的色谱峰，并基于打分算法进行筛选，从而获得可信的定量结果。此步骤的参数设置将影响到峰识别的灵敏度与特异性，需根据实验需求进行优化。

5、多样本打分与假阳性控制

在多个样本的分析中，为确保数据的统计有效性，OpenSWATH通常与pyProphet工具配合使用。pyProphet通过建立统计打分模型，为每个被识别的肽段分配一个假阳性率（FDR），并允许用户设定阈值进行筛选。该步骤显著提高了结果的可靠性，尤其适用于大规模样本差异分析。pyProphet还支持对多个分析结果进行合并打分，进而统一FDR控制策略，适用于跨组比较研究。

6、跨样本对齐与填补

由于部分肽段在不同样本中表达水平较低，可能导致定量缺失，因此需使用TRIC工具对结果进行跨样本保留时间对齐与数据填补。TRIC基于色谱对齐算法，在不同样本中寻找相似峰型并进行匹配，提升数据的完整性，避免下游分析中的偏倚。通过对齐后的结果，可生成统一的蛋白或肽段定量矩阵，作为后续生信分析的输入。

7、差异分析与生物学解释

OpenSWATH分析完成后，输出的定量矩阵可用于常规生物信息学分析流程，包括差异蛋白筛选、聚类分析、GO/KEGG富集分析等。常见工具包括R语言、Python脚本以及MSstats、Perseus等蛋白组学专用分析平台。通过这些工具，科研人员可以从定量数据中提取出具有生物学意义的差异表达模式，进而推断潜在的分子机制，为科研项目提供更深层次的见解。

三、关键技术注意事项

在使用OpenSWATH进行分析时，有几个技术细节值得关注。例如，谱库质量是决定分析成功与否的核心因素，建议结合实验样本来源自建谱库以提升匹配效率。同时，iRT标准的选择与校准过程不容忽视，错误的时间校准将直接影响峰识别精度。此外，OpenSWATH参数配置复杂，初次使用者应结合文档说明或标准流程测试小批量数据以确保可控。对于有大量样本或非模式生物研究需求的团队而言，建立一套标准化的数据处理流程是实现高效、高质量蛋白组学研究的基础。

OpenSWATH作为DIA数据分析中的重要开源工具，凭借其稳定的性能和模块化设计，为科研人员提供了灵活、可靠的分析平台。从数据转换、谱库准备到肽段定量、结果输出，OpenSWATH构建了一个科学、严谨的工作流体系，适用于基础研究、疾病机制研究、农业改良、食品安全等多个蛋白组学应用场景。百泰派克生物科技提供SWATH定量蛋白组学服务，期待与您共同推进蛋白质组研究的深入发展。

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!

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