基于ICP-MS的蛋白质定量方法*

蛋白质组学已经成为生命科学研究中最为活跃的领域之一。研究蛋白质的生物功能,不但需要高通量的鉴定蛋白质,还需要定量分析动态变化的蛋白质,即定量蛋白质组学研究。蛋白质的定量研究有助于发现新的生物功能,并可以用于疾病的预警和药物靶点的发现。现有的定量蛋白质组学研究主要利用同位素标记结合生物质谱（电喷雾电离质谱ESI-MS,基质辅助激光解吸电离质谱MALDI-MS）技术而实现。近年来电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）作为ESI-MS和MALDI-MS的补充,越来越多地应用于蛋白质的定量分析,特别是蛋白质的绝对定量分析。ICP-MS是检测生物分子中痕量元素的理想工具,具有灵敏度高、动态范围广,不易受基体的影响等优点。本文将讨论基于ICP-MS的分析方法,及其在蛋白质定量分析和免疫分析中的部分成功应用。     

HPLC/ICP-MS定量分析蛋白质

定量蛋白质组学已经成为蛋白质组学的重要组成部分,也给分析化学带来了巨大的机遇和挑战.已有的定量蛋白质组学方法主要利用同位素标记结合生物质谱技术而完成定量分析.与生物质谱不同,电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)可以分析周期表中大部分元素,而且元素在ICP-MS中的响应与其所处的分子环境无关.如果蛋白质已被鉴定,或者其元素含量已知,就可以通过分析蛋白质中某一元素而实现对蛋白质的绝对定量分析~([1]).     

定量蛋白质组学质谱采集技术进展

质谱是定量蛋白组学的主要工具。近年来随着定量蛋白质组学研究的深入,传统质谱定量技术面临着复杂基质干扰、分析通量限制等诸多问题。而最近一系列质谱新技术的发展,包括同步母离子选择( SPS)、质量亏损标记、平行反应监测(PRM)、多重累积(MSX)和多种全新数据非依赖性采集(DIA)等,为解决目前蛋白质组学在相对定量和绝对定量分析方面的局限提供了有效途径。本文对定量蛋白质组学目前遇到的瓶颈问题进行了分析,总结了质谱定量采集技术的最新进展,并评述了这些新技术的特点以及在定量蛋白质组学应用中的优势。     

福尔马林固定石蜡包埋组织切片蛋白质组分析方法与应用研究进展

福尔马林固定石蜡包埋(Formalin-fixed and paraffin-embedding,FFPE)是最常见的临床组织保存技术,FFPE组织具有标准化的制备流程、易于存储、标本量大、包含较完整的临床回顾性信息等特点,而成为疾病生物标志物发掘的良好载体。近年来,基于临床FFPE组织的特点,发展了系列蛋白质组学研究方法,包括样本制备、消解、分离到蛋白质质谱鉴定等多个领域,总体呈现出微量、高灵敏度、高通量的技术特点,并已成功用于肿瘤精准医学等临床蛋白质组研究。该综述将对FFPE组织切片样本的蛋白质组学方法,以及其在肿瘤研究中的应用进行概述,从而为临床精准医学蛋白质组学的研究提供借鉴思路。     

活性导向的化学探针在氨基酸反应活性表征中的应用进展

原创药物的研制得益于蛋白质新靶标的发现,而新靶标的发现依赖于高可信度、高通量的药物-蛋白质相互作用分析方法。蛋白质作为生命功能的执行者,其表达量、空间定位与结构差异直接影响药效的发挥。目前,超过85%的蛋白质尚被认为是无法成药的,主要原因是缺少药物分子靶向的空腔以及相应的反应活性位点。因此,基于蛋白质组学层次实现对氨基酸反应活性位点的表征成为原创共价靶向药物设计的关键,也是克服难以成药靶标蛋白问题的关键。近年来,质谱技术的飞速发展极大地推动了基于蛋白质组学技术的药物-靶蛋白相互作用研究。其中基于活性的蛋白质组分析(ABPP)策略是利用活性位点导向的化学探针分子在复杂样品中实现功能状态酶和药物靶标等蛋白质的检测。基于化学探针的开发和质谱定量技术的发展,ABPP技术在氨基酸反应活性表征研究中展现出重要的应用潜力,将助力于药物新靶标的发现和药物先导化合物的开发。ABPP策略主要基于蛋白质的活性特征进行富集,活性探针作为ABPP策略的核心,近年来取得了飞速进展。该文回顾了ABPP策略的发展历程,重点介绍基于广谱活性探针的ABPP技术在多种氨基酸反应活性筛选领域的研究进展,并对其在药物靶点发现中...     

基于质谱的蛋白质组学技术在食品真伪鉴别及品质识别方面的应用

蛋白质组学作为后基因组时代的一个新研究方向,近几年发展迅速,目前已应用于多个领域,在食品品质检测和安全控制方面成为有力的研究工具。蛋白质组学为食品科学的相关研究打开了新思路,不仅可以鉴定蛋白质种类,还可进行蛋白质定量,为分析不同物种、产地、成熟阶段的食品蛋白质组分和含量提供了可能。蛋白质组学研究手段多样,质谱是常用技术之一。该文介绍了蛋白质组学的概念、分类、研究技术以及常见蛋白质数据库,综述了基于质谱的蛋白质组学技术在真伪鉴别和品质检测方面的应用,涉及海鲜、肉制品、奶制品、保健食品及高附加值食品等多种食品,并对蛋白质组学的发展进行了展望。     

高通量蛋白质组学分析研究进展

基于质谱的蛋白质组学技术已经日趋成熟,可以对细胞和组织中的成千上万种蛋白质进行全面的定性和定量分析,逐步实现“深度覆盖”。随着生物医学日益增长的大队列蛋白质组学分析需求,如何在保持较为理想的覆盖深度下实现短时间、快速的“高通量”蛋白质组学分析已成为当前亟需解决的关键问题之一。常规的蛋白质组学分析流程通常包括样品前处理、色谱分离、质谱检测和数据分析。该文从以上4个方面展开介绍近10年以来高通量蛋白质组学分析技术取得的一系列研究进展,主要包括:(1)基于高通量、自动化移液工作站的蛋白质组样品前处理方法;(2)基于微升流速液相色谱与质谱联用的高通量蛋白质组检测方法;(3)利用灵敏度高、扫描速度快的质谱仪实现短色谱梯度分离下蛋白质组深度覆盖的分析方法;(4)基于人工智能、深度神经网络、机器学习等的蛋白质组学大数据分析方法。此外,对高通量蛋白质组学面临的挑战及其发展进行展望。总而言之,预期在不久的将来高通量蛋白质组学技术将会逐步“落地转化”,成为大队列蛋白质组学分析的利器。     

气相色谱-串联质谱法测定生物样品中的多氯联苯和滴滴涕

农药滴滴涕与多氯联苯单体常有相同的色谱行为。在气相色谱检测中会相互干扰。本实验采用气相色谱-串联质谱（GC-MS／MS）中的多反应监测（MRM）扫描方式,同时定性定量分析了滴滴涕与多氯联苯。     

肽段化学衍生技术及其在质谱高灵敏度鉴定中的应用进展

鸟枪法串联质谱蛋白质鉴定是蛋白质组学研究中广泛采用的策略。然而,蛋白质组样品的高复杂性、宽动态范围分布使得低丰度肽段以及难于离子化肽段的质谱检测仍然存在着巨大的挑战。为了提高质谱检测灵敏度,通过化学衍生技术在多肽中引入易于离子化的小分子标签的方法获得了广泛关注。本文综述了近年来应用于多肽及其翻译后修饰的化学衍生试剂,侧重其在高灵敏度质谱分析中的应用进展,并展望了化学衍生技术的发展方向及其在蛋白质组学中的应用前景。     

毛细管电泳-质谱联用技术及其在蛋白质组学中的应用

蛋白质组学研究在生物学、精准医学等方面发挥着重要的作用。然而研究面临的巨大挑战来自生物样品的复杂性,因此在质谱（MS）鉴定技术不断革新的同时,发展分离技术以降低样品复杂度尤为重要。毛细管电泳（CE）技术具有上样体积小、分离效率高、分离速度快等优势,其与质谱的联用在蛋白质组学研究中越来越受到关注。低流速鞘流液和无鞘流液接口的发展及商品化推动了CE-MS技术的发展。目前毛细管区带电泳（CZE）、毛细管等电聚焦（CIEF）、毛细管电色谱（CEC）等分离模式已与质谱联用,其中CZE-MS应用最广泛。目前被广泛采用的蛋白质组学研究策略主要是基于酶解肽段分离鉴定的"自下而上（bottom-up）"策略。首先,CE-MS技术对酶解肽段的检测灵敏度高达1 zmol,已成功应用于单细胞蛋白质组学;其次,毛细管电泳技术与反相液相色谱互补,为疏水性质相近的肽段（尤其是翻译后修饰肽段）的分离鉴定提供了新的途径。基于整体蛋白质分离鉴定的自上而下"top-down"策略可以直接获得更精准、更完整的蛋白质信息。CE技术在蛋白质大分子的分离方面具有分离效率高、回收率高的优势,其与质谱的联用提高了整体蛋白质的鉴定灵敏度和覆盖度。非变性质谱（native MS）是一种在近生理条件下从完整蛋白质复合物水平上进行分析的质谱技术。CE与非变性质谱联用已被尝试用于蛋白质复合体的分离鉴定。该文引用了与CE-MS和蛋白质组学应用相关的93篇文献,综述了以上介绍的CE-MS的研究进展以及在蛋白质组学分析中的应用优势,并总结和展望了其应用前景。     

基于质谱的蛋白质组学技术在神经退行性疾病生物标志物研究中的应用

蛋白质组学是在整体水平上研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及变化规律的科学.与传统的生物学研究相比,蛋白质组学具有快速、灵敏、高通量的优点.神经退行性疾病是一类由神经系统内特定神经细胞的进程性病变或丢失而导致神经功能障碍的疾病,严重危害人类健康.近年来,基于质谱的蛋白质组学技术在神经退行性疾病的研究中得到了广泛应用.本文简要介绍了蛋白质组学在样品分离、多肽定量、质谱检测及生物标志物临床验证等方面的技术发展,并结合实例综述了基于质谱的蛋白质组学在神经退行性疾病生物标志物发现与验证中的研究进展.     

基于分子信标探针和生物功能化纳米颗粒的蛋白质分析

随着人类基因组测序计划的完成,生命科学研究热点逐渐由基因组学向蛋白质组学转移.分析化学工作者利用分子信标探针和生物功能化纳米颗粒的固有优势,发展了一系列新原理、新方法和新技术并在蛋白质组学研究领域得到了广泛应用,极大地促进了蛋白质组学的发展和进步.本文主要综述了基于分子探针和生物功能化纳米颗粒开展的一系列实时、原位、灵敏、特异的蛋白质分析研究,包括:非特异性/特异性蛋白质的检测与分离、蛋白质/DNA相互作用研究、细胞表面蛋白质的识别,以及基于抗原-抗体反应的病原菌检测等,并进一步展望了基于分子信标探针和生物功能化纳米颗粒的蛋白质分析研究的发展前景与关键问题.     

表面等离子体共振技术在蛋白质-蛋白质相互作用研究中的应用

表面等离子共振(SPR)近年来迅速发展为用于分析生物分子相互作用的一项技术.该技术无需标记、特异性强、灵敏度高、样品用量小,可实现在线连续实时检测.目前SPR已被广泛应用于免疫学、蛋白质组学、药物筛选、细胞信号转导、受体/配体垂钓等领域.该文阐述了基于表面等离子体共振技术生物传感器的基本原理和技术流程,综述了SPR在蛋白质-蛋白质相互作用动力学研究、蛋白质结构及功能研究、蛋白质突变和碎片分析、信号转导中的应用以及SPR在蛋白质-蛋白质相互作用研究中的多项关键技术.指出SPR通过与光谱、电化学等多技术联用后,可以获得更加详实的信息.     

基于质谱技术蛋白质定量方法的研究进展

质谱技术已经成为目前蛋白质鉴定的重要工具。定量分析细胞内蛋白质组的动态变化,是当前研究蛋白质功能、揭示细胞生物机理、寻找疾病蛋白标记物和药物靶标的迫切需要。本文综述了基于质谱技术蛋白质定量的策略、方法和应用等方面近年来的进展,评述了几种蛋白质质谱定量方法的特点和应用潜力。     

CZE-ESI-MS联用测定小肽混合物的研究

研究肽的分离行为、测定方法及测定条件对蛋白质组学研究具有重要意义 .毛细管电泳 ( CE)作为一种高效、快速的分离方法 ,样品用量少 ,已被广泛应用于生物领域中 ,尤其是小肽和蛋白质的分离分析 .质谱 ( MS)能够进行微量鉴定 ,并提供精确的分子量和结构信息 ,使其成为小肽和蛋白质检测和序列测定的强有力的支撑技术之一 [1～ 3] .其中 ,电喷雾 ( ESI)质谱作为一种软电离技术 ,易与常规的高分辨率分离方法如高效液相色谱、毛细管电泳等实现在线联用 ,具有分离效率高、检测灵敏度高和样品定性方便等特点 ,因而在小肽和蛋白质的测定中得到广…     

坚果中185种农药残留的气相色谱-串联质谱法测定

建立了花生仁、葵花籽、核桃仁和杏仁中185种农药多残留的气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)检测方法.样品经乙腈(含1%乙酸)均质提取,EN\1-18串联PSA固相萃取柱净化,在多重反应监测(MRM)模式下进行气相色谱-串联质谱法测定.185种农药在坚果样品中的检出限(S/N=5)为0.02～526.4μg/kg,定...     

基于质谱检测的相关色谱技术在阿尔茨海默病诊断中的应用

随着世界老年人口的急速增长,阿尔茨海默病发病人数也逐年增多,已成为继心脑血管疾病和恶性肿瘤之后威胁人类健康的“第三大杀手”。疾病的诊断和治疗同等重要,阿尔茨海默病诊断通常依靠典型的临床特征、神经影像技术以及检测疾病相关的生物标志物等。近些年来蛋白质组学和质谱技术迅速发展,可以利用这些技术寻找到与疾病相关的特异性的蛋白质分子作为早期诊断的生物标志物。本文就此进行了综述,主要包括基于蛋白质组学的诊断标志物的筛选和基于质谱检测的色谱技术在阿尔茨海默病诊断中的应用,引用文献34篇。     

电感耦合等离子体质谱技术在环境领域的应用

综述电感耦合等离子体质谱技术在环境监测和环境科学研究领域的应用.介绍了电感耦合等离子体质谱技术在环境监测中的分析优势,环境研究领域中稳定同位素比值测定技术及其与色谱、激光烧蚀、流动注射技术联用分析技术应用的进展.     

质谱在金属抗肿瘤化合物分子作用机理研究中的应用

软电离质谱,包括电喷雾质谱(ESI-MS)和基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)已成为研究金属抗肿瘤药物与蛋白质、DNA等生物大分子相互作用最强有力的工具.质谱成像技术在组织、细胞水平上探索金属抗肿瘤化合物作用机理研究上的应用也方兴未艾.本文基于在金属抗肿瘤配合物分子作用机理研究中的工作进展,系统地总结、评述质谱在铂基和钌基金属抗肿瘤配合物分子作用机理研究中的应用,介绍质谱研究金属抗肿瘤配合物与蛋白质和DNA相互作用及作用位点的最新研究成果,并展望质谱在这一前沿交叉领域的应用前景和趋势.     

蛋白质标记荧光探针的研究及其进展

蛋白质标记荧光探针在生物分析及蛋白质组学中的应用日益广泛,被用于在分子水平上分析和识别蛋白质,检测蛋白质复杂的构象变化及各项生理活动过程如蛋白质之间的相互作用等.本文评述了近年来该类探针的研究及进展,展望了其应用前景,引用文献63篇.