蛋白质组（基于inkjet技术）.pdf

蛋白质组-inkjet 技术在生物医学工程的应用（二） 蛋白质组 概述 多肽合成 inkjet 色谱分析 微喷打印设备进行蛋白质分析 蛋白质结晶 蛋白质组概述 1995 年，术语蛋白质组 （proteome）被澳大利亚科学家Mark Wilkins 最早用来描述“基因组的补 体蛋白”。术语proteomics用来描述所有系列的高容量技术，该技术的出现使得科研人员能分析一 个单独的细胞或者生物体在特定条件下的表现，适用于所有蛋白质。 蛋白质组涉及到蛋白质在组织或者其他生物样本里的系统分离，识别和特性描述。通过对比受特殊 疾病影响的个体的样本和健康个体的样本的蛋白质，就能合理的直接识别与疾病有关的蛋白质。这 些蛋白质有作为药物开发或者诊断学研究目标的商业潜力。 尽管组织病变后的基因活性会不正常，但组织内相对应的不同基因的活性水平和相对丰度通常有弱 相关性。因此，从分析基因活性水平得到的病情信息是有限的。此外，由于翻译后修饰不是直接编 码，了解了一个基因序列不代表能确认由该基因组成的单个蛋白质的完全构造。 与基因序列分析相比，组织里的蛋白质分析的标记工作是繁重的。这意味着多年来人们通过研究蛋 白质的基因序列来间接研究蛋白质。蛋白质组学作为一个新的技术领域，发展到和研究基因一样的 采用高产能、自动化方式分析。这种发展对疾病和癌症的认知，诊断和治疗有重要的意义，包括药 物的研究和开发。 Ink-jet 色谱分析 MicroFab 公司获得美国国家卫生局中小企业科技创新基金用于通过液相色谱仪分离的解朊多肽的 微量体积（0.1 -100nL）输送，小体积的多肽用于MALDI-TOF MS （质谱仪）做质量规格分析。在 该基金下，MicroFab 开发了一种具有液相色谱分析功能的inkjet 微喷喷头。集成液相色谱分析仪的 压电液体微喷头 的目的是分析和分喷解朊多肽到MALDI-TOF MS 靶盘t 以及随后的质量规格分析。 下图显示了放大的阵列inkjet 微喷洗脱溶液。 左图- 集成了液相色谱仪（白色部分）的玻璃毛细管inkjet 装置滴涂洗脱缓冲液示例 。右图 -inkjet 色谱分析系统概览 (PiezoLC) ，概念使用inkjet 装置输送液相色谱仪分离的多肽到MALDI-TOF 靶 盘用于质量规格分析。 左图：monolith 单块横截面和多孔结构 。右图：毛细玻璃管里用荧光剂（FITC )标记血管张力素II . 肽质指纹图谱(PMF) 是一种基于肽质质量检测的质谱分析法(MS) 蛋白质识别技术，用于药物标靶 和生物标记发现研究中作不同表征分析。在很多情况下，PMF 辅以质谱仪(MALDI-TOF MS) 用于 蛋白质识别。PMF 试验的效率与解朊多肽碎片的数量有关。蛋白质识别的可信度来源于搜索的主要 序列数据库和蛋白质增长序列的覆盖范围。 当样品里蛋白质的浓度降低时，置信水平的保持变得更 加具有挑战性，与有限数量的细胞或组织的情况一样。通过质子配位竞争法检测高或者低富含分析 因子的离子时，肽降低的问题加剧。 这可以导致离子抑制和损失的检测低丰度肽或蛋白质,因而减少了待测蛋白质序列覆盖的兴趣。规模 较小的液相色谱分离,可以提高检测的多肽和蛋白质样品在MS 分析。此信用证项下的分离的低阻和 高co-eluting 分区分析物离子和减少丰富离子抑制效果。最终这就增加了覆盖的蛋白质序列的兴趣。 各种各样的小规模的LC 分离模式可以进行单独或组合,也包括亲和捕获、离子交换和排阻作用 chromatofocusing,反相。 数量的蛋白质和多肽材料可供具体情况分析往往是有限的,小型化的流体处理为绘制进程,是理想的。 PiezoLC 装置采用了喷墨的聚合物整体柱,并需要体积小的proteolysed 材料。Methacrylate-based 高分子分离媒体不需要珠子和釉料的包装,这是原来的工艺难于融入微流控装置,可能会干扰与流体 流动。大孔径大小的聚合物整体资料结果在低背压,这些都是重要的有效运行的PiezoLC 配制装置。 聚合的紫外线照射使模式和定位的整体柱。多种化学/功能可结合一石门没有死体积之间,即强阳离子 交换(SCX)和反相(RP)。此外,这些圆柱具有很强的鲁棒性和具有快速分离由于快速对流传质。 对其进行分析,肽样品载运的综合LC 栏(反相)。一种洗脱分离多肽,作为缓冲的缓冲经过LC 的专栏。 eluted 肽的出口孔的压电装置的形式在下降,并且存到MALDI-TOF 目标盘。肽的分离,可以较好地实 现了通过多种机制: 1，洗脱时间:滴沉积后来自一个解决方案,在与柱一