在Bottom-Up蛋白质组学中，高分辨质谱（HRMS）是解析复杂肽段混合物的关键工具。两大主流平台——Orbitrap和FT-ICR（傅里叶变换离子回旋共振）质谱——常被用于实现高分辨率和高质量数据采集。但面对不同实验需求和预算约束，如何在二者之间做出科学选择？

一、Orbitrap 与 FT‑ICR 的原理与技术差异

在Bottom‑Up蛋白质组学分析中，高分辨、高质量精度以及高通量是质量分析仪（MS）所追求的核心指标。Orbitrap与FT‑ICR作为两类主流高分辨率质谱平台，尽管都能实现优异的性能，但其底层原理和实际应用场景存在明显差异。

1、核心测量原理

Orbitrap：基于离子振荡频率的电势井测量

Orbitrap 仪器内部结构采用同轴双电极构成，中间形成一个电势“陷阱”。带电肽段离子在电势井中被捕获后，会围绕轴心发生振荡。通过检测振荡频率并进行傅里叶变换，即可反推出其质量电荷比（m/z）信息。关键特点包括：

（1）离子稳态振荡：Orbitrap 中的离子振荡频率随着 m/z 的变化而变化，该频率极其稳定。

（2）傅里叶变换处理：振荡信号被快速傅里叶变换（FT）解码，还原出 m/z 谱图。

（3）仪器简洁度：无需超导磁体，结构相对紧凑，易于维护。

FT‑ICR：基于离子回旋频率的超高分辨率测量

FT‑ICR 质谱以精密的超导磁体为核心，离子在极高强度磁场作用下发生回旋运动。其关键原理为：

（1）离子回旋运动：当带电粒子进入强磁场，会以其 m/z 决定的回旋频率在圆形轨道运行。

（2）超导磁体稳定磁场：通常使用 7–12 特斯拉级别磁体，保证磁场高且稳定。

（3）高精度 FT 采样：同样通过采集时间信号并进行傅里叶变换，分析 m/z 分布，但分辨率可达 10^6–10^7 级。

2、分辨率与质量精度对比

Orbitrap以其平衡性能，在多数蛋白组学、修饰分析、肽段定量中已成为主流。FT‑ICR则代表质谱技术的极限，适用于解析极复杂同位素峰型以及高复杂度样品。

3、样品适用范围与环境要求

Orbitrap

（1）应对 Bottom‑Up 肽段复杂样本表现良好，尤其在 DDA、DIA、TMT 等定量策略下，高通量是其优势。

（2）样品投入要求精细，但前处理较常规，无需额外环境控制。

（3）维护频率低，适合制程繁忙的实验室环境。

FT‑ICR

（1）借助极高分辨率，可拆解多个相近 m/z 峰，提高同位素准确度，适合代谢物分析、天然产物化学研究。

（2）对环境要求高：磁屏蔽、电力稳定、液氮冷却等。

（3）操作复杂，需要专业技术支持和维护团队。

4、成本与实验室投入比较

5、数据处理与分析生态

（1）Orbitrap 平台配套成熟，主流 PEAKS、MaxQuant、Proteome Discoverer 等软件均适配，支持底层 DIA、PTM 搜索等流程。

（2）FT‑ICR 数据集因精度高，对同分异构体、同位素峰型复杂样本也有专用解析算法（如 ICR‑2LS、Composer）。

（3）数据体量方面，Orbitrap 更适合大规模 cohort 建立；FT‑ICR 数据处理要求较高，适合专案型研究。

二、如何基于研究目标选择质谱平台

选择合适质谱平台的关键在于“用研需求和预算匹配”。以下结合不同科研场景，提供决策参考。

1、大规模蛋白质定量研究（如 TMT/LFQ/DIA）

核心需求：高通量、重现性、成本效率、可扩展样本处理能力。

推荐平台：Orbitrap（如 Exploris 480 或 Astral）

原因解析：

* 扫描速度快，支持短梯度 LC 和 DDA/DIA 流程。

• 分辨率与质量精度足以处理磷酸化、糖基化等修饰肽段。
• 仪器稳定性高，适合长周期数据积累。
• 本金预算相对经济，易于部署多个副机以扩容。

2、细胞信号通路分析、低丰度PTM搜索

核心需求：高敏感度、突出低丰度修饰、精确质量偏差。

推荐平台：Orbitrap 中高端型号（如 Orbitrap Eclipse、Odyssey 或 Astral）

原因解析：

* 兼顾灵敏度与精度，支持 PRM/SPS-MS^3 等深度修饰定位流程。

• 数据处理兼容性高，可与 PTM 专用软件（比如 ptmRS）结合。

3、同位素示踪、代谢流（Metabolic Flux）研究

核心需求：高准确度同位素精度、良好谱图线性度与分辨率。

推荐平台：FT‑ICR（尤其 7–12 T 系统）

原因解析：

* 可解析极细同位素质量差，确保精确测定 13C、15N 分布。

• 对复杂底物混合物进行代谢路径定量尤其有优势。
• 长扫描时间和高仪器成本可被特定研究收益抵消。

4、天然产物或脂质同分异构体解析

核心需求：识别结构相近、化学性质相似的异构体。

推荐平台：FT‑ICR+ 高效LC分离系统

原因解析：

* 超高分辨率支持结构推测、同位素模式识别。

• 适配 MS^n 多级碎片定性分析，提升结构解析可靠性。

5、转化研究／生物标志物发现

核心需求：样本量中等，需敏感定量、特异性识别、可扩展验证。

推荐平台：Orbitrap，结合灵敏PRM工作流程

策略建议：

* 初期进行 Discovery，采用Orbitrap进行全面定性。

• 验证阶段可使用 Targeted (PRM) 提高定量精度。
• 成熟后可考虑将个别标志物的检测转入质谱平台（单点）或其他方法。

6、预算与运行成本考量

预算有限：首选 Orbitrap，性价比高，维护省人力；

预算宽裕、设施扎实：可选 FT‑ICR，适用于特定高难度研究；

实验室环境：FT‑ICR需要良好磁屏蔽和隔离环境，部署前需评估成本。

总结对比与选择建议

选择哪种质谱平台，不应基于对高端技术的“盲目追新”，而应以“研究目的、样品复杂度、预算与实验室能力”为依据。Orbitrap在实际蛋白质组、PTM定量与转化研究中表现卓越；而FT‑ICR则在同位素解析与结构层面显示无可替代的精度与可靠性。如果您正处于研究规划阶段，或已有具体项目需求，欢迎联系我们百泰派克生物科技团队。我们可提供从实验设计、样品方案到平台选择与数据解读的全流程支持，助力您获得更高质量、更具影响力的科研成果。

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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