去除血浆中高丰度蛋白质的二维液相色谱体系的建立

血浆中高丰度蛋白质的存在严重干扰低丰度蛋白质的检测,是困扰血浆蛋白质组学研究的技术瓶颈之一。针对这一热点问题,建立了一种二维液相色谱(强阴离子交换色谱-反相高效液相色谱)分离系统,对血浆中的高丰度蛋白质进行了色谱定位并进行去除。选择TSKgel SuperQ-5PW为第一维色谱分离柱,第二维色谱分离采用Jupiter C4柱,对第一维的馏分进行进一步的分离。通过梯度优化,血浆样品经过二维系统得到充分分离。第二维分离过程中从紫外信号强度高(215 nm,大于20 mAU)的峰中选择10个峰,利用液相色谱-串联质谱鉴定出32种高丰度蛋白质,包括人血清白蛋白、免疫球蛋白G等高丰度蛋白质。该体系为血浆中更多高丰度蛋白质的去除以及血浆蛋白质组学的更深入研究提供了重要思路。     

用于人血浆中蛋白质分离的在线阵列式二维常规柱液相色谱系统的建立

构建了一种在线阵列式二维常规柱液相色谱系统,并将其应用于分离血浆中的完整蛋白质。该系统以1根强阴离子交换柱作为第一维分离柱,8根阵列式反相色谱柱作为第二维分离柱。强阴离子交换柱分离的馏分通过十通阀被依次转移到第二维预柱上并得到保留富集,随后第二维流动相通过分流器同时将预柱上的蛋白质反冲至分析柱上进行分离。二维之间以及第二维阵列色谱柱之间均相互独立,从而可以提高系统分离的通量和总峰容量。采用该系统对血浆中的蛋白质进行了完整蛋白质水平上的分离。该系统具有高通量和高分辨率的特点,为血浆样品中高丰度蛋白质的去除以及血浆样品的深入研究提供了一种有效的手段。     

基于不同提取方法的水稻叶片蛋白质组的二维液相色谱分离及高分辨质谱分析

建立了酚法提取-二维液相色谱分离-高分辨质谱分析水稻叶片蛋白质组的方法。水稻叶片蛋白质经过酚法提取,酶解肽段脱盐后用离线反相-反相二维液相色谱分离,然后用线性离子阱/静电场轨道阱组合式高分辨质谱分析,共鉴定到2712种蛋白质。比较了液相色谱分离系统（一维液相色谱与二维液相色谱）和水稻叶片蛋白质提取方法（酚法、十二烷基硫酸钠法（SDS法）和三氯乙酸/丙酮法（TCA/丙酮法））对鉴定蛋白质数量的影响,结果表明：在二维液相色谱条件下,酚法、SDS法和TCA/丙酮法鉴定到的蛋白质数目为2712、2415和1914,分别是一维液相色谱条件下鉴定到的蛋白质数目的2.7、2.5和1.9倍。二维液相色谱条件下,酚法鉴定到的蛋白质数目比SDS法和TCA/丙酮法分别多297和798。与SDS法和TCA/丙酮法相比,酚法不但鉴定到的蛋白质数量多,而且能够鉴定到一些极端蛋白质,如酸性、碱性及高等电点的蛋白质。此外,对二维液相色谱条件下3种蛋白质提取方法提取到的蛋白质进行生物学功能分类,发现3种方法鉴定到的蛋白质的功能存在互补性,但酚法鉴定到的蛋白质功能种类最多。该法为水稻蛋白质组学研究提供了技术支撑,同时也为其他作物的蛋白质组学研究技术提供重要的借鉴。     

毛细管整体柱在线二维分离系统应用于人体软骨的蛋白质组分析

将已建立的 7 cm 柱长的磷酸基团强阳离子交换富集整体柱与85 cm柱长的C12烷基反相整体柱结合的在线二维分离平台应用于软骨提取蛋白的蛋白质组分析。对20 μg软骨提取蛋白的酶解产物进行14个盐梯度的分级,然后对14个馏分进行反相色谱梯度分离及串联质谱鉴定,成功地鉴定得到了7434个独立肽段对应的1901个非冗余蛋白质。对所鉴定到的蛋白质进行定位分类,结果表明鉴定到的大部分蛋白质是来自于软骨细胞内部的低丰度蛋白质,这对于许多关节类疾病的研究有重要意义。     

二维液相色谱切换技术及其应用

多维液相色谱已成为复杂样品研究的重要工具。本文在介绍多维液相色谱原理与方法的基础上,重点讨论了二维液相色谱接口切换技术的近期发展,并对其应用现状进行了总结分析。     

在线单柱二维液相色谱法对蛋清中三种活性蛋白的快速分离纯化

基于一种新型的强阳离子交换/疏水色谱(SCX/HIC)双功能色谱柱构建了在线单柱二维液相色谱(2DLC-1C), 分离系统实现了自动控制, 可在线进行样品收集、二维进样和二维色谱分离. 采用SCX-HIC 2DLC-1C, 在120 min内可将8种标准蛋白完全分离, 并成功应用于鸡蛋清中三种活性蛋白质的分离纯化. 结果表明利用在线2DLC-1C技术可在70 min内完成对鸡蛋清中溶菌酶、卵清蛋白和卵转铁蛋白三种活性蛋白的快速分离纯化, 其纯度分别为95%、93%和97%. 该方法减少了样品的处理步骤, 对样品的污染小, 纯化速度快, 操作简单, 易于实现自动化和放大, 对活性蛋白的快速分离制备和工业化生产具有广阔的应用前景.     

二维液相色谱接口技术

二维液相色谱具有峰容量大、分辨率高、分析速度快等优点,已经成为复杂样品分离分析的重要工具。两种分离模式的转换通常需要经过一个特殊接口来完成,接口是二维液相色谱系统的核心,也是限制二维液相色谱应用的瓶颈;两种流动相不互溶时,接口尤为重要。本文针对二维液相色谱接口技术近期的发展和应用进行总结。引用文献51篇。     

蛋白质组研究中的多维液相色谱技术

对近年来蛋白质组研究中的多维液相色谱技术进行了系统综述,洋细介绍了在线及离线式阀切换接口的DALPC（direct analysis of large proein complexes）技术及整体式无接口的MudPIT（muhidimensional protein ideutification technology）系统,也系统阐述了其在蛋白质组研究中的应用。引用文献50篇。     

全二维微柱液相色谱-质谱鉴定人胃癌组织中的差异蛋白质

构建了以阳离子交换色谱-反相色谱(SCX-RPLC)为分离模式的新型全二维微柱液相色谱-质谱分离平台.采用了醋酸铵缓冲液梯度洗脱,实现了第一维肽段的分步洗脱,洗脱的肽段经富集除盐后通过接口进入反相色谱微柱,通过线性梯度实现第二维进一步分离,最后进入质谱进行检测.采用此平台分析了人胃癌组织与正常组织提取蛋白质信息,其中正常胃组织鉴定蛋白质数为537个,而癌症组织鉴定蛋白质数目为506个.对胃癌和正常组织两种提取蛋白质酶解产物的蛋白质检索结果进行比较分析,将鉴定的蛋白质按照物理性质进行分布,找出正常组织与癌症组织间蛋白质差异,筛选出一种可能发生变异的癌症特有蛋白.     

二维液相色谱(SCX/RP)系统的构建及对珠蛋白水解产物的研究

以十通阀为切换接口, 构建了SCX/RP常规柱二维液相色谱系统, 并以珠蛋白水解产物的分析对其加以评价. 样品首先由第一维阳离子交换色谱(Hypersil SCX, 100 mm×4.6 mm I.D.)在pH 4.0的磷酸盐缓冲体系中分离, 洗脱产物进入切换接口, 样品组分被富集在捕集柱(Hypersil BDS C18, 15 mm×4.6 mm I.D.)中, 进一步脱盐后被导入第二维反相色谱(Hypersil BDS C18, 250 mm×4.6 mm I.D.)分离分析. 阳离子交换色谱采用逐步增加盐浓度的12步台阶等度间断方式洗脱, 每次将洗脱产物捕集在捕集柱中进而由反相色谱分析, 实现对第一维洗脱产物的切割转移及第二维分析. 与一维色谱相比, 二维液相色谱系统的分辨率、峰容量也得到提高, 系统峰容量达到2280.     

基于超高效液相色谱-八端口转子阀的微升级预分级系统的建立

复杂生物系统蛋白质组的深度覆盖鉴定得益于近年来快速发展的高效色谱分离和串联质谱分析技术。二维高效液相色谱（2-D HPLC）是实现复杂肽混合物正交分离的有效手段，但其缺点是运行时间长，通常要求肽上样量在毫克级别，且收集时的组分体积大，后续合并流程复杂，而有望替代其的StageTip技术，则由于有限的色谱分离梯度，难以达到充分的正交分离。该文探索了超高效液相色谱（UPLC）和八端口转子阀联用，作为高效、便捷肽段预分离和收集系统的可行性。研究结果显示，将UPLC的高pH反相色谱分馏与在线LC-MS/MS相结合，可以实现高pH和低pH条件下基于肽段不同色谱保留行为的正交互补分离，在蛋白质鉴定方面表现出优越的性能。应用该方法对人肝癌细胞系HepG2进行3次技术重复试验，重复试验间具有非常高的定量重现性（决定系数R²>0.95）。与传统StageTip方法相比，肽段鉴定数提高了23.52%。该分级方法灵活、稳定，能够针对较少的样品开展蛋白质组深度覆盖分析。     

重油中含硫芳烃二维液相色谱分离平台开发及应用

基于氯化钯配位交换色谱柱和氨基键合正相色谱柱，利用自动阀切换系统，构建了在线二维液相色谱分离平台。通过优化液相色谱分离条件，实现减压蜡油样品中含硫芳烃的在线富集与多环芳烃的环数分离。利用傅里叶变换离子回旋共振质谱对分离后的含硫芳烃和芳烃组分进行分子水平表征，得到更为详细的化合物类型与碳数分布信息。根据计算得到的平均结构信息，可以提供分离后组分典型的分子结构式，并对芳环结构和侧链位置进行了推测。建立的分析表征方法可以加深对重馏分油中含硫芳烃化合物的分子水平认识，为重油加工过程的原料选择与工艺条件优化提供技术支持。     

On-line parallel reversed phase two-dimensional liquid chromatography for high-throughput analysis of complex proteomic samples

A comprehensive two-dimensional liquid chromatographic system (2D SCX/RP) is con- structed with a 10-port-2-way valve using strong cation exchange chromatography (Hypersil SCX, 100 mm×4.6 mm I.D.) followed by reversed phase chromatography (Hypersil BDS C18, 15 mm×4.6 mm I.D.) to separate the complex peptides from globin peptic hydrolysate. After the sample was loaded on the SCX column, the phosphate buffer (pH 4.0) was used to elute the peptides. Then, elutes flowed through the interface and the peptides focused on the head of the trapping columns (Hypersil BDS C18, 15 mm×4.6 mm I.D.) but salt passed into the waste. After the valve was switched, the samples were flushed with a backward flow into the RP analytical column. The peptides on the SCX were eluted with 12 discontinuous steps linearly increasing salt concentrations. The peptides enriched on the trapping column were desalted and separated by the RP columns. The resolution and the resolved peaks of the 2D SCX/RP system were greatly increased and the total peak capacity reached as high as 2280.     

凝胶过滤/离子交换全二维液相色谱系统的构建与评价

基于蛋白质的尺寸及带电性质,将凝胶过滤色谱(GFC)与离子交换色谱(IEC)两种分离模式结合,采用双捕集柱接口构建了GFC/2×IEC二维液相色谱(2-D LC)分离系统,同时考虑离子交换色谱分离蛋白质对等电点范围的限制,进一步结合中心切割平行柱的方法实现对蛋白质的全二维分离。为与后续蛋白质在线酶解、多肽分离及质谱鉴定匹配,系统中采用常规柱以保证蛋白质质谱鉴定对样品量的要求,3种常规分离柱分别选用凝胶过滤色谱柱TSK-GEL G3000SW_(XL)(300 mm×7.8 mm,5μm)、强阴离子交换色谱柱Hypersil SAX(100 mm×4.6 mm,10μm)和强阳离子交换色谱柱Hypersil SCX(100 mm×4.6 mm,10μm)。最终以酵母细胞蛋白质提取液为样品,对构建的二维系统加以评价,在总蛋白质浓度13.5 mg/mL、上样体积100μL的条件下,将第一维分离等时间切割17次,并将切割馏分全部导入第二维继续分离,二维系统在148 min内获得的总峰容量达到884。说明所构建的系统可以用于蛋白质的在线全二维分离。     

Comprehensive characterization of Stevia Rebaudiana using two-dimensional reversed-phase liquid chromatography/hydrophilic interaction liquid chromatography

Two-dimensional reversed-phase liquid chromatography/hydrophilic interaction liquid chromatography (2D-RPLC/HILIC) system was successfully applied for comprehensive characterization of steviol glycosides from Stevia rebaudiana. The experiments were performed in offline mode using an XCharge C18 column in first dimension and an XAmide column in second dimension. In first dimension, preliminary separation of Stevia aqueous extract was accomplished and 30 fractions were collected. Then fractions 1-20 were selected for further purification and 13 compounds with high purity were obtained in second dimension. Comprehensive characterization of these compounds was completed by determination of their retention time, accurate molecular weight, diagnostic fragmentation ions, and nuclear magnetic resonance spectroscopy. As a result, all nine known steviol glycosides, as well as other four steviol glycosides were fully purified. The result demonstrated that this procedure is an effective approach for the preparative separation and comprehensive characterization of steviol glycosides in Stevia. This 2D-RPLC/HILIC method will be a promising tool for the purification of low-abundance compounds from natural products.     

二维反相液相色谱制备五味子中的木脂素

应用自主研发的具有分离-富集模式的制备色谱工厂,建立了分离制备五味子木脂素有效部位及其单体化合物的方法。该方法首先以C₁₈（250 mm×4.6 mm,5 μm）为色谱柱,水和甲醇为流动相,分离度和保留时间为考察指标,采集4个不同梯度的色谱信息,通过XTool色谱专家系统软件模拟,确定五味子木脂素第一、二维色谱条件;然后采用线性放大的方法,以C₁₈（250 mm×30 mm,10 μm）为第一、二维分离柱,C₁₈（80 mm×30 mm,10 μm）为富集柱,水为富集稀释液,对五味子木脂素进行二维色谱分离纯化;最后第一维分离得到9个可重复组分,第二维分离得到20个高纯度化合物,其中有6个单体化合物。结果表明该法重现性良好,可以实现五味子木脂素的系统性分离,对五味子化学成分的研究具有重要意义。     

High-temperature two-dimensional liquid chromatography of ethylene-vinylacetate copolymers

Temperature rising elution fractionation hyphenated to size exclusion chromatography (TREF × SEC) is a routine technique to determine the chemical heterogeneity of semicrystalline olefin copolymers. Its applicability is limited to well crystallizing samples. High-temperature two-dimensional liquid chromatography, HT 2D-LC, where the chromatographic separation by HPLC is hyphenated to SEC (HPLC × SEC) holds the promise to separate such materials irrespective of their crystallizability. A model blend consisting of ethylene-vinyl acetate (EVA) copolymers covering a broad range of chemical composition distribution including amorphous and semicrystalline copolymers and a polyethylene standard was separated by HT 2D-LC at 140 °C. Both axes of the contour plot, i.e. the compositional axis from the HPLC and the molar mass axis from the SEC separation were calibrated for the first time. Therefore, a new approach to determine the void and dwell volume of the developed HT 2D-LC instrument was applied. The results from the HT 2D-LC separation are compared to those from a cross-fractionation (TREF × SEC) experiment.     

在线二维液相色谱技术在中药研究中的应用进展

中药的组成复杂,其化学成分的表征和识别一直是中药研究的基础和关键。在线二维液相色谱是基于两种分离模式构建的色谱分析技术,主要包括中心切割二维液相色谱和全二维液相色谱两种模式,因二者具有更高的峰容量而在中药研究中备受青睐。该文对在线二维液相色谱技术的概念和特点进行了讨论,并对二维液相色谱在中药研究中的应用进行了综述,以期为该技术在中药质量控制、物质基础表征、活性成分筛选等研究方面提供一定参考。     

二维液相色谱接口的改进及其在蛋白质组学研究中的应用

随着蛋白质组学、本草物质组学等组学概念的提出,所需分析的样品的成分越来越复杂,因此具有强大分离能力的多维液相色谱技术受到人们越来越多的关注。二维液相色谱中第二维的分离性能和速度是整个分离系统性能的关键。基于捕集柱模式,我们采用经特殊设计的流路系统,使得双捕集柱型接口具有预分离的功能。样品从第一维流出以后被富集在捕集柱1的柱头,经过脱盐后,正冲捕集柱,捕集柱1与第二维色谱柱联用对富集的样品进行分离,增加了第二维分离效率。当捕集柱上的样品全部被洗脱到第二维色谱柱上时,捕集柱2已经完成对第一维洗脱液中样品的捕集和脱盐,此时将阀进行切换,捕集柱2与第二维色谱柱直接相连进行洗脱。循环切换捕集柱1和捕集柱2,维持较高的阀切换频率,实现了第二维色谱柱的连续洗脱。因此保证了第二维分离具有较快速度,同时具有较高的分离效率。使用35 mm长捕集柱和十通阀为接口,以弱阴离子交换(WAX)色谱为第一维分离模式,以反相(RP)色谱为第二维分离模式,构建了WAX-RP二维液相色谱系统(2D-LC system)。以小鼠血清为样品对系统进行了初步评价。色谱流出曲线出现了明显的界面现象,这是由于捕集柱流动相中含有的较多盐分流出时的背景吸收造成的。同时,由于界面两侧的流动相黏度不同产生了黏性指进(VF)现象。当第二维色谱柱长度为50 mm时,理论上可将第二维分离效能提高70%。该接口可以应用于多种二维液相色谱模式,适用于蛋白质组学和本草物质组学研究中对于复杂样品的分离分析。