近日，我组PELSA团队自主研发的AutoPELSA自动化处理平台正式上线，搭配东北地区首套Astral高分辨质谱系统，将配体靶标鉴定效率提升了整整一个数量级，持续领跑配体靶标鉴定赛道！
PELSA（以肽段为中心的蛋白质局部稳定性分析技术）是我们团队独立开发的核心技术，2025年登上《Nature Methods》，是目前全球领先的无需配体化学修饰的靶标鉴定技术：
² 相比同类LiP-MS技术，靶标鉴定灵敏度提升10倍；
² 相比传统热蛋白质组技术（TPP），灵敏度提升2.4倍；
² 可同时实现靶蛋白鉴定、结合区域定位、亲和力测定三大核心功能；
² 无需对配体进行任何化学修饰，最大程度还原真实结合状态。
PELSA技术问世以来，我们已经为几十家高校、科研院所和药企提供了靶标筛选服务，覆盖药物、中药单体、天然产物、代谢物、环境污染物等多个研究领域。但我们也注意到，传统手动PELSA流程操作繁琐、通量有限，难以满足大规模筛选需求。经过团队近两年的技术攻关，推出了全自动化的AutoPELSA处理平台，彻底解决了手工操作的痛点！
AutoPELSA三大核心升级，重新定义高通量靶标鉴定
1. 效率跃升：从"天"到"小时"的跨越
AutoPELSA将整个实验流程（限制性酶切、胰酶去除、肽段脱盐）全部整合到自动化移液工作站中（图1），兼容96孔板操作：
图1. AutoPELSA的操作流程
· 样品处理速度：仅需4小时即可完成96个样品的全流程处理；
· 整体实验周期：搭配全新Astral质谱系统，单日可完成约60个样品的数据采集，相当于每天可以完成至少7个配体的单剂量点实验，相比传统手动方案，整体通量提升了10倍以上！
2、稳定性与灵敏度双重突破
自动化不仅带来了速度，更带来了实验质量的全面提升：
图2. 左：AutoPELSA与手动操作的对比；右：AutoPELSA三个批次的皮尔森相关系数
图3. AutoPELSA与手动鉴定星孢菌素靶标的火山图对比
· 定量准确性：自动化操作下肽段定量变异系数（CV%）仅为18.2%，显著优于手动操作的24.0%（图2左）；
· 批次重复性：三个独立批次样品的肽段定量皮尔森相关系数均≥0.94，实验结果高度稳定（图2右）；
· 检测深度：通量提升的同时，质谱检测深度反而提高了近30%，低丰度靶标 检出能力大幅增强；在经典激酶抑制剂星孢菌素的靶标鉴定测试中，同等条件下AutoPELSA鉴定到114个激酶靶标，比手动方案多检出14个，靶标覆盖度显著提升（图3）
3、技术创新：多层固相萃取柱设计
我们自主设计了C4-SCX-C18三层固相萃取柱，开创性地将胰酶去除与肽段脱盐整合为单一步骤：
图4.多层固相萃取柱的设计和操作流程
图5. 不同填料处理PELSA酶切后样品中胰酶的剩余量测定
· 搭配正压装置，可实现96个样品同步处理，真正实现高通量（图4）；
· 相比传统单层C18填料，胰酶去除更彻底，杂质干扰更少（图5）。
4、Astral质谱加持：东北首套，性能再攀高峰
除了自动化平台，我们还全新引入了东北地区首套Astral高分辨质谱系统，将检测能力推向了新高度。仅仅23分钟的短梯度，就能超过传统质谱100分钟长梯度的鉴定效果，大幅缩短了数据采集周期，特别适合大规模样品筛选。
5、AutoPELSA实际应用场景展示
场景1：低亲和力代谢物靶标鉴定
针对低亲和力配体检测这一行业难题，我们用代谢物α-酮戊二酸（α-KG）进行了测试：
图6. 左：2 mM α-酮戊二酸的靶标鉴定效果；右：在21个已知靶点（-log10(pvalue) > 3）的注释αKG结合域内的肽段覆盖情况
在2mM α-KG条件下，AutoPELSA成功鉴定出41个显著被配体稳定的蛋白，其中30个为已报道靶标（图6左），并且可以精准定位到配体结合区域（图6右），对于研究代谢物-蛋白互作、表观遗传调控等方向有极大价值。
场景2：混合配体高通量亲和力测定
传统亲和力测定需要对每个配体单独做浓度梯度，实验成本高、周期长。我们开发了混合配体错位浓度梯度策略，单次实验即可同时测定4种不同配体的全蛋白质组水平亲和力（图7a）
图7. 混合配体的靶蛋白亲和力测定
· 获得的EC50值与酶活实验、荧光偏振等正交方法结果高度一致（图7b）；
· 与手动PELSA单配体测定结果完全吻合（图7c）；
· 配体结合信号仅出现在已注释的结合结构域，特异性极强（图7d-g）；
AutoPELSA技术平台特别适合新药研发早期的化合物靶点筛选，可大幅降低筛选成本、缩短研发周期。相关成果以“AutoPELSA: an automated sample preparation system for proteome-wide identification of target proteins of diverse ligands”为题，发表在预印本平台biorxiv上。（文/图 薛连基、张晓磊）
文章链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.01.08.697612v1
