核酸修饰是调控基因表达、细胞分化及个体发育的核心表观机制。该类修饰无需改变基因固有序列,即可大幅拓展遗传信息的调控维度,赋予生命活动灵活的动态调控能力。与固定恒定的基因序列不同,核酸修饰可响应各类内外环境因素,在生物体全生命周期内持续动态变化。大量前沿研究证实,核酸修饰紊乱与多种疾病的发生发展密切相关,使其成为疾病精准诊断、发病机制研究及个体化靶向治疗的核心潜力靶点,在生物医药科研与临床转化领域具备极高的研究价值与应用前景。
完整的核酸修饰科研体系包含六大核心研究环节:一是筛选构建适配研究需求的核酸修饰调控生物模型;二是通过定性、定量检测技术解析模型中核酸修饰丰度,建立修饰水平与生物学功能的关联机制;三是依托高通量测序技术,精准筛选具备功能性调控作用的靶基因;四是借助分子生物学技术验证靶基因功能,深度阐明其参与生命活动的分子机制;五是依托大规模临床样本,验证核酸修饰的临床诊断效能与治疗转化价值;六是基于筛选获得的核心核酸修饰标志物,搭建标准化的疾病诊断与治疗研发生物模型。
纵观全研究链条,精准的核酸修饰定性、定量检测是所有后续研究的核心基础与前置关键,能够提供最直接、最可靠的原始实验依据,决定后续机制研究、临床验证与模型构建的精准度。但生物样本中核酸修饰天然丰度极低,对检测技术的灵敏度、稳定性、精准度提出了极高要求,因此开发高性能的核酸修饰定性定量检测技术,是推动该领域科研突破与临床转化的关键核心。
目前,科研领域已在DNA、RNA中发现170余种功能性化学修饰,构成了表观遗传与表观转录组的核心调控体系,广泛参与基因表达、RNA稳定性、蛋白翻译、细胞分化等关键生命过程。相较于修饰类型有限的DNA甲基化修饰(5mC、5hmC等经典类型),RNA修饰的种类更为丰富、调控场景更广泛,普遍存在于mRNA、tRNA、rRNA、snRNA等各类RNA分子中。
其中,N⁶-甲基腺嘌呤(m⁶A)是真核生物中丰度最高、研究最广泛的RNA修饰,占总腺嘌呤含量的0.1%~0.4%,与假尿苷(Ψ,占总尿苷0.2%~0.6%)丰度水平相近。除此之外,hm⁶A、m¹A、肌苷(I)、Am、m⁵U、Um、m⁵C、hm⁵C、m³C、Cm、m⁷G、Gm等多种RNA修饰,共同构成了复杂的RNA表观调控网络,是当前生命科学研究的热点方向。
当前行业主流的核酸修饰定量检测技术涵盖薄层色谱(TLC)、液相色谱(LC)、毛细管电泳(CE)、GC-MS、LC-MS、表面增强拉曼光谱(SERS)、免疫分析、生物传感等多种技术体系。其中,质谱技术凭借样本适配性广、检测灵敏度超高、线性动态范围宽、结果重复性好等核心优势,可实现不同生物样本中核酸修饰的全局组学对比分析,已成为核酸修饰定性定量检测的行业金标准技术。
依托前沿质谱技术体系,我们搭建了一站式核酸修饰精准检测技术平台,可实现修饰核酸的定性、定量分析。平台双系统协同赋能:搭载高分辨精确质量(HRAM)轨道阱质谱系统,支持未知核酸修饰的广谱挖掘与全新功能修饰筛选;配置三重四极杆(QQQ)质谱平台,基于MRM/PRM精准检测模式,结合同位素标记内标法,实现靶标核酸修饰的超高精准度绝对定量。
同时,我们创新研发同位素示踪修饰核酸检测技术,可精准检测¹³C标记修饰核酸的同位素质量分布数据,突破传统检测技术局限,为核酸修饰代谢机制研究、动态调控溯源、精准靶点验证提供全方位、高可靠的技术支撑,全面赋能基础科研、机制探索与临床转化研究。
]服务流程
1. RNA的提取
2. 酶解
先后加入酶解试剂及内标;核酸酶P1切断RNA链的磷酸二酯键,将长链mRNA剪切成单磷酸核苷,磷酸酶脱去磷酸基团,最终释放游离核苷+各类修饰核苷(m⁶A等修饰结构完整保留)。
3. 液相色谱分离
采用C18反相分析色谱柱开展分离;流动相随时间梯度变化,不同理化性质的核苷在色谱柱中迁移速率不同;通过方法优化使多种核苷依次出峰、基线分离,把混合核苷拆分为单一组分,避免多种修饰核苷共洗脱干扰质谱检测。
4. LC-MS数据采集
检测可选用两种模式:
三重四极杆质谱的多反应监测模式(QQQ‑MRM):适用于靶向定量分析;
轨道阱高分辨全扫描模式(Orbitrap HRAM):适用于广谱扫描、修饰图谱全景分析。
5. 数据分析与结果输出
修饰丰度热图:以颜色深浅展示 m⁶A、m⁵C 等多种修饰在不同样本间的丰度差异。
分组柱状图:对比不同修饰的含量水平。

]仪器平台
平台一:超高效液相色谱高分辨质谱联用仪(UHPLC-HRMS)Q Exactive ™ HF-X ( Thermo Scientific Orbitrap MS)
使用 Thermo Scientific™ Q Exactive™ 组合型四极杆 Orbitrap 质谱仪可以快速可靠地识别、定量和确认更多化合物。 本台式 UHPLC-HRMS 系统将四极杆母离子选择性与高分辨率和准确质量数(HRAM)Orbitrap 检测相结合,提供出色性能和多功能性。 Q Exactive 质谱仪特别适用于非目标或目标化合物筛查,也能够实现广泛的定性和定量应用。

平台二:超高效液相色谱‑串联质谱联用系统(Shimadzu Nexera/Prominence LC + SCIEX Triple Quad 7500)
前端采用岛津 Nexera/Prominence LC 色谱系统,凭借优异的色谱分离能力与灵敏度,可实现复杂基质中痕量化合物的分离分析;后端配置 SCIEX Triple Quad 7500 三重四极杆质谱仪。该质谱系统具备高灵敏度与良好的抗基质干扰能力,适用于复杂样品基质下的多组分靶向定量分析,可满足环境、临床、食品以及药物微量杂质等多领域检测需求。
]样本量要求
样本类型 | 推荐送样量 |
已提取总RNA | 10–20 μg |
预备纯化 mRNA(多聚A富集型) | >1μg |
纯化tRNA组分 | >1μg |
]RNA质量要求
总RNA:浓度≥50 ng/μL;A260/A280 ratio 1.8–2.1, A260/A230 ratio ≥ 1.8 ;
RNA完整度数值(RIN 值)≥7.0。
预纯化mRNA:需配套生物分析仪/毛细管电泳仪(TapeStation)的电泳图谱,证明多聚A富集效果合格(18S、28S核糖体RNA峰已被有效去除)。
]生物学重复设置
每组实验条件至少设置 3 个生物学重复,保障统计学分析有效性;若是时间梯度、剂量梯度类实验,建议每个时间点、每个剂量组均设置三组平行样本。
]样本前处理建议
1. RNA提取可采用Trizol试剂法,或硅胶膜吸附柱类商品化试剂盒;提取流程必须加入DNase I酶处理步骤,彻底清除基因组DNA污染。
2. RNA最终溶解于无核酸酶纯水,禁止用TE缓冲液溶解(缓冲液中的EDTA会干扰后续酶解反应)。
3. 避免样本反复冻融:将RNA分装为单次实验用量的小份储存。
]保存与运输规范
1. RNA长期储存条件:-80℃低温冷冻。
2. 运输要求:使用无核酸酶离心管盛放样本、干冰冷链寄送,干冰量需可维持48–72 小时低温环境;随货附上纸质样本登记单,标注内容包含:需备注RNA浓度、A260/A280比值、RIN值(如有检测结果)、各类样本特殊备注;寄出后同步物流单号,便于到货追踪。
核酸修饰RNA部分物质列表
| NO | RNA modification | 简称 | 中文名称 | 核酸类型 |
| 1 | N6‑methyladenosine | m6A | N6‑甲基腺苷 | RNA |
| 2 | 2'‑O‑methyladenosine | Am | 2'-O‑甲基腺苷 | RNA |
| 3 | Inosine | I | 肌苷 | RNA |
| 4 | N6‑isopentenyladenosine | i6A | N6‑异戊烯基腺苷 | RNA |
| 5 | 5‑methyluridine | m5U | 5‑甲基尿苷 | RNA |
| 6 | 5,2’‑O‑dimethyluridine | m5Um | 5‑甲基‑2'-O‑二甲基尿苷 | RNA |
| 7 | N6,N6‑dimethyladenosine | m6,6A | N6,N6‑二甲基腺苷 | RNA |
| 8 | 1‑methyladenosine | m1A | 1‑甲基腺苷 | RNA |
| 9 | N4‑acetylcytidine | ac4C | N4‑乙酰胞苷 | RNA |
| 10 | N4‑acetyl‑2'‑O‑methylcytidine | ac4Cm | N4‑乙酰‑2'-O‑甲基胞苷 | RNA |
| 11 | 5‑hydroxyuridine | ho5U | 5‑羟基尿苷 | RNA |
| 12 | 2'‑O‑methylcytidine | Cm | 2'-O‑甲基胞苷 | RNA |
| 13 | N2,N2‑dimethylguanosine | m2,2G | N2,N2‑二甲基鸟苷 | RNA |
| 14 | 7‑methylguanosine | m7G | 7‑甲基鸟苷 | RNA |
| 15 | 2'‑O‑methylinosine | Im | 2'-O‑甲基肌苷 | RNA |
| 16 | 1‑methylinosine | m1I | 1‑甲基肌苷 | RNA |
| 17 | 2'‑O‑methylguanosine | Gm | 2'-O‑甲基鸟苷 | RNA |
| 18 | N6,2'‑O‑dimethyladenosine | m6Am | N6‑2'-O‑二甲基腺苷 | RNA |
| 19 | 1‑methylguanosine | m1G | 1‑甲基鸟苷 | RNA |
| 20 | 4‑thiouridine | s4U | 4‑硫代尿苷 | RNA |
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