DIA

DIA(Data independent acquisition)技术是新一代蛋白质组学分析技术,由蛋白质组学届巨擘Ruedi Aebersold教授开创,是基于质谱的生物样本数字化技术,被Nature Methods杂志评为2015年最值得关注的技术。

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在蛋白质组学研究领域,基于液相色谱-质谱连用(LC-MS/MS)技术的发现蛋白质组学可在生物样本中检测和相对定量上千个蛋白,在过去十几二十年中已得到广泛的应用,并且发展出了标记定量(Itraq/TMT,SILAC)和非 标记定量(lable-free)两种主流方法,这些方法都是基于数据依赖采集模式(data-dependent acquisition, DDA)来采集蛋白质谱数据的,该方法也称为“鸟枪法(shotgun)”

然而,DDA数据采集模式具有重复性差、定量不精确、数据缺失多、低丰度蛋白难以检测等固有缺点。

基于MRM/SRM/PRM的靶标蛋白质组学,可以为几十到上百个目标蛋白提供精确的绝对定量结果,并且重复性很高,是质谱绝对定量的金标准。但通量相对较低,无法开展高通量蛋白的精确定量。DIA技术(data-independent acquisition,数据非依赖采集)融合了传统蛋白质组shotgun的高通量和质谱绝对定量金标准MRM/PRM的定量精确的优点,被Nature Methods杂志评为2015年最值得关注的技术。 DIA将质谱整个全扫描范围分为若干个窗口,高速、循环地对每个窗口中的所有母离子进行选择、碎裂、检测,无偏向性、无遗漏地获得样品中所有母离子的全部碎片信息。DIA的数据利用度高、重复性更高。

     数据非依赖性采集(DIA)的蛋白定量技术,首先需对样品进行传统的DDA 检测采集,构建一个尽可能齐全的高质量肽段的谱图库(Spectra Library);之后是DIA模式采集,在DIA采集中指定质荷比(m/z)窗口内的所有肽段都经过碎裂,碎裂生成的所有二级碎片离子都将记录在同一张二级谱图中;最后在离子谱图库的参照下,对复杂的二级谱图进行解析、鉴定、定量。如下图展示了传统DDA模式和新型DIA模式的区别。

靶向采集方法,例如选择性反应监测 (SRM) 和平行反应监测 (PRM),仅可适用于一些无采集时序安排的肽段或在有时序安排的情况下,适用于每次质谱仪运行下的数十至数百个肽段。与SRM相比,DIA可以检测更多数量的肽段(数千或甚至整个蛋白质组),并且不严重影响检测方法的敏感性、选择性和再现性。DIA 的另一优势是,待测量的肽段不需要提前或计划指定,反而在广泛的母离子质荷比中,任何需要的肽段的子离子色谱图均可以在采集后从 DIA 运行中提取。