赖氨酸C端内切酶/胰蛋白酶顺序酶切在蛋白质组学样本制备中的评估

采用胰蛋白酶(Trypsin)单独酶切与不同酶量的赖氨酸C端内切酶(Lys-C/trypsin)顺序酶切两种方法,对293T细胞全蛋白样本进行酶解消化,系统评估Lys-C/trypsin顺序酶切与Trypsin单一酶切在蛋白质组学样本制备中的差别.实验结果表明,Lys-C/trypsin顺序酶切不仅能显著提高肽段和蛋白质的鉴定数目,同时降低遗漏K酶切位点的数目及比例,而且得到的肽段长度有利于质谱鉴定,蛋白质覆盖率明显提升.通过对酶的用量进行优化对比,最终确定了Lys-C/trypsin顺序酶切时酶的合理用量.本研究结果对提高蛋白质组学样本的制备质量以及蛋白质的序列鉴定覆盖度具有指导意义.     

基于反相有机整体柱的新型蛋白质酶反应器

以牛血清白蛋白(BSA)为标准样品,以鉴定的独立肽段数目、蛋白质鉴定覆盖率和漏切率为考察指标,通过考察酶解缓冲液、反相柱基质的多孔结构、酶解反应时间和整体柱的疏水性对反相蛋白质酶反应器酶解效率的影响,构建了一个基于反相有机整体柱的新型酶反应器,此反应器具有制备简单、通透性好、酶解时间短和蛋白质鉴定覆盖率高等特点。     

基于温敏型材料的固定化酶的制备及其在蛋白质组快速分析中的应用

蛋白质组学通过规模化鉴定、分析从细胞、组织或有机体中提取的蛋白质,从而获得蛋白表达、修饰、组成和定量的变化信息。在目前最为有效的“鸟枪法”蛋白质组学策略中,固定化酶试剂基质常用固相载体材料,该固定化酶试剂在酶解蛋白质时为异相体系,存在固液界面传质阻力和空间位阻,限制了酶解效率和样品处理通量。针对这一技术瓶颈,本研究利用温敏聚合物对外界温度变化的响应能力,制备了一种新型的基于可溶性温敏聚合物的固定化胰蛋白酶试剂。该固定化酶特有的温度敏感特性,使其具有“高温均相酶解,低温异相分离”的特色,且兼具酶切时间显著缩短、酶可重复利用的优势。 BSA 1 min固定化酶解产物肽段的氨基酸序列覆盖率可达94%,高于传统溶液酶解12 h所得覆盖率为(74%)。进一步将该固定化酶试剂应用于HeLa细胞全蛋白质组的酶解,其酶解效果与相同条件下溶液酶解12 h相当。该固定化酶试剂对复杂蛋白质的快速、高效酶解充分证明其在蛋白质组学研究中的应用潜力。     

复合纤维素膜固定化胰蛋白酶反应器及其应用于蛋白质酶解

合成了甲基丙烯酸缩水甘油酯-纤维素复合膜,并以此膜为基质共价键合固定化胰蛋白酶,以N-苯甲酰-L-精氨酰乙酯(BAEE)为底物,应用高效液相色谱系统测定了酶固定化膜柱的催化反应特性。研究结果表明:温度、pH值、离子强度、有机溶剂及蛋白变性剂等都对固定化酶的活力有一定的影响。在最适条件下,固定化胰蛋白酶的活力为17800U/g干膜,蛋白载量为3.6mg/g(≈0.15μmol/g)干膜,活性回收率达到52%.固定化酶表现出较高的使用和储藏稳定性,在40℃下,水解BAEE底物24h活力无显着变化。固定化酶膜柱在4℃冷藏保存100d仍保存90%以上的水解活力。固定化酶反应器被应用于蛋白质酶解的肽谱实验。     

整体柱的制备方法及其应用

整体柱具有渗透性好、制备简单、无需塞了制作等优点,从而避免了由塞了所引起的问题,已引起人们越来越多的关注。本文对整体柱的制备方法、结构表征及其应用作一评述。     

基于核酸适配体的微流控芯片酶反应器用于蛋白质的分析

将核酸适配体作为胰蛋白酶固定化介质,制备了一种新型的微流控芯片酶反应器,并与高效液相色谱-串联质谱联用,搭建了在线分析平台;分别使用标准蛋白及混合蛋白样品对芯片的酶解效率及联用平台的分析能力进行了初步评价。结果表明,5 ng肌红蛋白经该平台分析后肽段覆盖率可达到37%;对500 ng混合蛋白进行3次平行分析,肽段覆盖率及相对标准偏差分别为44.3%、6.5%(牛血清白蛋白), 65.0%、2.7%(肌红蛋白)和62.0%、5.6%(细胞色素c);初步实验表明,该在线分析平台具有检测灵敏度高、重现性好、酶解效率高的特点,有望在蛋白质组学分析中发挥重要作用。     

采用磁性载体制备的固定化酶反应器的载体粒径对蛋白质酶解性能的影响

研究了以不同粒径的磁性颗粒为载体的固定化酶反应器在蛋白质酶解过程中,其粒径大小对团聚、酶解效率和漏切位点等的影响。实验结果表明,纳米级颗粒的酶负载量为亚微米级的3.5倍左右。但当酶固定量相同时,酶解效率基本相当。而在一定程度上加大磁性颗粒的粒径后,团聚现象得到明显改善。选择磁性载体粒径为20 nm的固定化酶反应器,对其性能进一步考察。结果显示胰蛋白酶与牛血清白蛋白(BSA)的质量比为1:1时,即能于1 min内实现快速酶解;当酶解10 min时,其零漏切位点肽段数和蛋白质序列覆盖率基本达到稳定,并明显优于溶液酶解水平。通过对漏切位点的统计分析比较,发现固定化酶解与溶液酶解时的漏切位点规律基本类似。因此,采用不同粒径磁性载体制备的固定化酶反应器均可在蛋白质组学研究中提供快速、高效的酶解。     

蛋白质组学中的固定化酶反应器制备的研究进展

固定化酶反应器作为蛋白质组学研究中"bottom-up"策略重要的组件,具有酶解快速、酶解效率高、酶稳定性和活性高、简单易操作、能够与多种检测方式联用等优点,对于发展高效快速的蛋白质组学分析方法具有重要意义。本文就固定化酶反应器的制备方法及其在蛋白质组学中的应用做简单的概述,着重介绍酶的固定方法、固定化酶的载体、用于固定的酶的种类。近几年固定化酶反应器的研究集中于提高固酶量、保持酶活性、增加酶解效率、减小非特异性吸附等方面。研究结果表明,采用纳米材料、整体材料等新型载体,提高载体亲水性,采用多酶同时酶解等方法能够有效改善固定化酶反应器的性能,提高蛋白质的鉴定效率。     

整体柱制备技术的新进展及其在蛋白质组学中的应用

整体柱是通过在柱管内原位聚合或固化的方法制备得到的具有多孔结构的整体棒状固定相,与传统的填充柱相比,具有通透性好、传质速率快、容易制备等优点,因此在分离分析领域特别是生物分离分析中发挥的作用日益增大。整体柱的制备及应用近年来也得到了快速发展,层出不穷的新型整体柱已被广泛用于色谱高效分离分析、固相萃取及酶反应器等方面,大大推动了分离分析科学的发展。本文主要总结了近五年来整体柱的制备技术及其在蛋白质组学应用中的一些最新研究进展。     

基于DNA链置换反应的新型固定化酶反应器制备及应用

建立了一种新型的酶固定化方法,采用DNA链置换反应成功地在单链DNA标记的磁性纳米粒子上实现了酶的链置换无损更替。该技术可实现目标酶的再利用,节约了生产成本。制备的固定化胰蛋白酶微反应器具有较好的重复利用性和高酶切效率,重复使用10次后仍可保持原酶活性的86%;利用链置换反应制备的MNPs@DNATrypsin酶切马心肌红蛋白5 min后,即可获得95%±0%(n=3)的氨基酸序列覆盖率,远超过相同条件下自由酶酶切12 h的结果。实验表明,发展的固定化酶技术具有高磁响应性,便于从反应体系中回收固定化酶和重复使用,同时此技术可显著提高酶活性,因此可用于固定各种重要的酶,同时可将其广泛应用于各种酶促反应中。     

原子转移自由基聚合修饰银丝固定化酶反应器的制备及在蛋白质组鉴定中的应用

针对传统溶液酶解存在的酶解时间较长、酶自切物干扰以及蛋白酶不能重复使用等缺陷,通过电子转移生成催化剂的原子转移自由基聚合法修饰银丝,并以其为载体制备了一种新型的固定化酶反应器。用质谱考察了银丝固定化酶反应器(SW-Trypsin)的酶解效率、重复性和回收率。结果表明:绒毛状聚合物修饰的SW-Trypsin的酶解效率较高,酶解标准蛋白牛血清白蛋白(BSA)20 min后,肽段的氨基酸序列覆盖率可达93%,高于传统溶液酶解方法酶解16 h所得79%的覆盖率。使用该固定化酶反应器于一个月内8次酶解BSA所得的氨基酸序列覆盖率在89%到97%之间,平均覆盖率为94%,显示出良好的稳定性。另外,该固定化酶反应器酶解马心肌红蛋白(MYO)的回收率为87.67%。最后,用SW-Trypsin酶解腾冲嗜热菌全蛋白20 min,所鉴定到的氨基酸序列覆盖率和蛋白数量与同样条件下溶液酶解16 h的结果接近,且零漏切位点肽段的比例更高。加之容易分离的优点,SW-Trypsin在蛋白质组学的应用中具有良好的前景。     

整体柱固相萃取-液相色谱-串联质谱法在线分析大米中15种酰胺类除草剂残留量

以疏水的聚（甲基丙烯酸丁酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯）整体柱作为固相萃取柱,建立了大米中15种酰胺类除草剂残留的在线固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱测定的方法。本方法采用乙腈提取目标化合物,经在线整体柱净化,Hypersil GOLD色谱柱分离,流动相采用0.5%（v/v）甲酸水溶液-乙腈进行梯度洗脱,在电喷雾正离子模式下以多反应监测（MRM）方式测定。15种除草剂的线性关系良好,相关系数（r）大于0.998。方法检出限和定量限为0.20~2.0 μg/kg和0.50~5.0 μg/kg。待测物在2.0、5.0、10.0、50.0 μg/kg（敌稗为5.0、10.0、50.0、100 μg/kg）4个浓度水平下加标回收率为75.5%~121.3%,相对标准偏差为2.89%~12.38%。该方法快速简便,灵敏度高,可用于大米中酰胺类除草剂的快速定性定量分析。     

混合模式毛细管聚合物整体柱的制备及应用

混合模式毛细管整体色谱柱由于保留机理多样,具有很好的应用前景。本文以[2-（甲基丙烯酰基氧基）乙基]二甲基-（3-磺酸丙基）氢氧化铵（SPE）为单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）为交联剂,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,正丙醇/1,4-丁二醇/水三元体系为致孔剂,制备了聚合物基质SPE-co-EDMA毛细管液相色谱整体柱。通过系统优化致孔剂和反应物种类和配比、引发剂的用量、反应时间和反应温度等因素,提高了整体柱的柱效、机械强度、渗透性和重复性。结果表明该毛细管整体柱在10 MPa内具有良好的机械强度,渗透性为2.17×10^-14 m²,而且批次内和批次间峰面积的重现性（RSD）分别为1.0%和4.6%。以极性和非极性的多种化合物评价了该毛细管整体柱的色谱性能,结果表明该柱在高有机相中具有亲水相互作用机理,在低有机相中具有反相作用机理,显示出混合模式分离特性。     

反相毛细管整体柱的制备及其在多肽混合物分离中的应用

采用甲基丙烯酸月桂酯为基础功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,正十二醇、1,4-丁二醇及二甲基亚砜为致孔剂,在内径为75 μm的石英毛细管内制备了具有良好机械性能及化学稳定性的反相毛细管整体柱。考察了致孔剂的种类、比例以及交联剂在单体混合物中的比例对柱压和分离效果的影响;以单体15%、交联剂15%、致孔剂70%(均为质量分数)作为优化配方,在70 ℃条件下反应24 h;并对所合成的毛细管整体柱进行了电镜表征,测试了流速、柱长与柱压的关系。结果表明,毛细管整体柱的通透性良好,可通过延长柱长的方法提高分离效果。将所制备的毛细管整体柱装于纳升级高效液相色谱仪上进行牛血清白蛋白及血浆样本的胰蛋白酶酶切液的分离,获得了比较理想的分离效果。     

羰基铁粉掺杂整体柱萃取-在线热解吸进样气相色谱-串联质谱法分析茶叶样品中拟除虫菊酯类农药残留

制备了羰基铁粉掺杂硅胶整体柱,用于拟除虫菊酯类农药残留萃取,并与气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)法联用,建立了在线富集、热解吸GC-MS/MS测定茶叶样品中拟除虫菊酯类农药残留方法。研究将端羟基聚二甲基硅氧烷共价键合到SiO₂网络表面,并同时键合羰基铁粉。将目标分析物吸附并浓缩在聚二甲基硅氧烷位点上后,利用羰基铁粉的高频感应加热特性成功实现了GC-MS/MS直接气体进样并可达到快速、均匀解吸的目的。实验结果表明,在最佳条件下,本方法的富集倍数可达到约1 000倍。拟除虫菊酯类农药残留的检出限为3.8～7.5μg/kg,相对标准偏差为3.2%～6.8%(n=6)。该方法的提取回收率为97.7%～110.5%,相关系数≥0.996 0。该法的吸附容量大,在电磁感应的条件下进行热脱附继而直接与GC-MS结合实现在线分析以及无溶剂洗脱。与常规固相微萃取(SPME)方法相比,该方法具有富集因子高、整体柱吸附容量大、可重复使用、自动化程度高、普适性好等优点。在样品前处理及复杂基质中农药残留的提取方面具有重要的研究意义。     

疏水整体柱在线固相萃取与高效液相色谱-串联质谱联用测定牛肝中5种阿维菌素类药物残留

建立了牛肝中5种阿维菌素类药物残留的疏水整体柱在线固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱测定的方法。以疏水的聚(甲基丙烯酸丁酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯)整体柱(10 mm×2.1 mm)作为固相萃取介质,考察了上样流动相和洗脱流速对阿维菌素类药物的萃取效果,优化了梯度洗脱流动相的种类及质谱条件。方法在1~100 μg/L范围内线性关系良好(r>0.995),定量限为5 μg/kg。在5、10、50、100 μg/kg添加水平的回收率为77.4%~98.4%,日内和日间相对标准偏差分别为4.46%~8.03%和4.79%~8.68%,并且该柱反复使用400次后未发现萃取效率降低。结果表明,该整体柱对牛肝中5种阿维菌素类药物能够有效萃取,并且可以重复使用。该方法简单,自动化程度高,可应用于常规阿维菌素类药物残留分析。     

液相色谱-串联质谱法检测蜂蜜中杀虫脒及其代谢产物残留

建立了液相色谱-串联质谱分析洋槐蜜、荆条蜜、蜂巢蜜、杂花蜜、野蜂蜜中杀虫脒及其代谢产物残留的方法。样品经氢氧化钠水溶液稀释溶解后,采用Waters Oasis HLB固相萃取柱净化。样品提取液经Agilent XDB-C18色谱柱分离,以0.1%甲酸水溶液和乙腈为流动相进行梯度洗脱。以电喷雾正离子(ESI+)模式电离,多反应监测(MRM)模式检测,基质匹配标准溶液外标法定量。杀虫脒及其代谢产物(4-氯邻甲苯胺)在2.5～250 μg/L范围内呈线性相关,相关系数(r)均大于0.999;定量限(S/N＞10)为5 μg/kg,检出限(S/N＞3)为2.5 μg/kg。各种蜂蜜基质样品在5、10和20 μg/kg添加水平时,杀虫脒及其代谢产物的回收率范围分别为75.8%～113.8%和85.6%～114.3%,相对标准偏差(RSD)分别为4.8%～10.2%和4.7%～9.1%,可以满足蜂蜜中杀虫脒及其代谢产物残留量的检测需要。     

复合免疫亲和柱净化-液相色谱-串联质谱法同时测定动物源性食品中6种玉米赤霉醇类化合物和氯霉素残留量

建立了动物源性食品中6种玉米赤霉醇类化合物和氯霉素残留量的复合免疫亲和柱净化、液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析方法。样品（鱼肉、肝脏、牛奶、蜂蜜）经β-葡萄糖苷酸/硫酯酸复合酶酶解后用乙醚提取,提取液经氮气吹干,残渣用50%乙腈溶液复溶后过滤,滤液用PBS溶液稀释,经复合免疫亲和柱富集净化后供LC-MS/MS检测,采用多反应监测（MRM）模式进行定量和定性分析,外标法定量。结果表明,7种目标物的检出限（S/N=3）在0.04~0.10 μg/kg之间,线性相关系数（R²）≥0.9990,平均回收率为70.9%~95.6%,相对标准偏差为2.0%~11.8%。该方法灵敏度高、重现性好,适用于动物源性食品中痕量玉米赤霉醇类药物和氯霉素残留的测定。     

聚十二烷基甲基丙烯酸酯整体柱的制备及其在毛细管电色谱法分离肌红蛋白酶解产物中的应用

以十二烷基甲基丙烯酸酯(LMA)为功能单体,乙叉二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,正丙醇、1,4-丁二醇和水为三元致孔剂,以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为电渗流产生剂,制备了聚十二烷基甲基丙烯酸酯整体柱。系统考察了AMPS含量和单体-致孔剂比例对柱性能的影响。结果表明,单体溶液和致孔剂的最佳聚合溶液质量比为35:65,其中单体溶液组成为59.5%（质量分数,下同）LMA、40%EDMA和0.5%AMPS,致孔剂溶液组成为60%正丙醇、30%1,4-丁二醇和10%水。在优化的流动相条件下应用制备的整体柱采用毛细管电色谱法成功地分离了肌红蛋白酶解产物。     

液相色谱-串联质谱法测定毛发中的司坦唑醇

采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)建立了毛发中司坦唑醇的分析方法,并将其应用于单次给药动物实验中的动物毛样品分析。将10 mg样品碱水解后加入戊烷提取,然后进行LC-MS/MS分析,采用正离子电喷雾电离、多反应监测模式测定,方法的最低定量限为25 pg/mg。剃去豚鼠背部中央的毛,以60 mg/kg的剂量于豚鼠腹腔注射司坦唑醇,然后隔天在同一部位剃取其毛,两周内该豚鼠毛中均能检出司坦唑醇;给药后豚鼠毛中司坦唑醇的含量在第1周内保持稳定,在给药后第10天达到峰值。所建立的方法毛发取样量少,特异性强,灵敏度高,适用于毛发中司坦唑醇的分析。