高性能液体クロマトグラフィー-電気化学検出器 (HPLC-ECD) を使用して空気サンプラー プリフィルターからカット 6 mm ラウンド 3-ニトロチロシン大気タンパク質の化学修飾を検出する手法を提案します。
3-ニトロチロシン (NT-3) は、バイオ エアロゾル蛋白質を介してオゾン (O3) と二酸化窒素 (2) 反応におけるチロシン残基から生成されます。安定した 3 NT は、酸化的損傷の特定のマーカーでアレルギーを引き出すために促進効果が報告されています。本研究ではバイオ粒子を含む都市の環境空気から空気サンプラー フィルター < 2.5 μ m の粒子状物質 (PM2.5) を収集するために 3 NT を定量化するための高感度測定法の開発を報告します。このメソッドでは、直径 6 mm の丸い穴が空気サンプラーのフィルターから切断され、タンパク質を加水分解するために非特異的なプロテアーゼのカクテルと混合します。アミノ酸レベルに消化される蛋白質のサンプル 3 NT 高性能液体クロマトグラフィー-電気化学検出器 (HPLC-ECD) を使用してテストされています。最大 3 NT コンテンツは、1.13 pg/m3の検出限界サイズ 4.5 から 7.3 μ m、午後のプレフィルターで検出されました。
エアロゾルまたは空中時ウイルス、原核生物、菌類・植物 (花粉)、動物 (昆虫、人間)1を含む、様々 な生物学的起源からの蛋白質が含まれています。午後の粗蛋白質含有率は約 5% で、空中飛散アレルゲン2として主要な役割を果たすことに関与するいると推定されます。最近のレポートはその都市の様々 なエアロゾルをお勧めサイズ比の 0.5% と 23間に及ぶアミノ酸を含みます。さらに、O3、(2)、二酸化窒素や二酸化硫黄 (その2)4などのさまざまな汚染物質とタンパク質の反応による生成される PM タンパク質の化学修飾を提案されています。
3 NT-タンパク質修飾-チロシン残基のニトロ化によって生成されます。O3および2の高濃度は、疑似大気スペース5,6中のタンパク質分子のニトロ化を促進するために示されています。ポリペプチド鎖におけるチロシン残基のニトロ化花粉蛋白質7のアレルギーの可能性が向上します。したがって、定量化と空中 3 NT の評価は、環境衛生の懸念に対処で重要な側面です。
3 NT は酸化のバイオ マーカーとも呼ばれます、nitrosative ストレス8。証拠の出現ボディは、いくつかの人間の病気9,103 NT コンテンツの有意な関連を示しています。その有害な影響、検出および生体試料中 3 NT の定量的評価のための個々 の健康状態を決定する上で偉大な関連性を保持します。近年、多様な方法を用いて推定する 3 NT、酵素抗体法、高速液体クロマトグラフィーを含む導入されていると LC/MS11。以前の研究で我々 は以前の方法に比べていくつかの利点を与えられた HPLC-ECD 法を用いた検出法を報告しています。たとえば、高速液体クロマトグラフィー ECD にはこれは比較的単純なアッセイ システム12抽出・誘導体化手順は不要です。このメソッドは 3-NT (人間からプラズマとラット) の生体サンプルからの検出に適用できることを確認しました。
多くの研究は、生体試料中 3 NT の検出を強調している、非生物学的サンプルで検出は、とらえどころのないまま、したがって本研究が追求されてきた。実際には、空気中の有害な効果を評価する 3 NT、浮遊粒子から直接 3 NT の検出に有用な定量的な方法が必要です。検出する既存 HPLC-ECD 手法を適用したがって、午後から 3 NT2.5ガラス繊維フィルター上で収集します。使用して技術、3 NT を小から直接検出でした午後コレクション フィルターからサンプルの (6 mm 径丸穴) の作品。さらに、様々 な PM サイズの 3 NT の内容を評価し、3 NT の検出限界を測定します。本稿は、非生物学的及び生体試料から直接 3 NT を検出するための高感度と高スループット方法を提案する.
この資料では、高感度 HPLC ECD の技術を使用して水晶フィルターに捕集した空中 PM で 3 NT を評価する定量化について説明します。
一般に、人間の病気の酸化ストレスのバイオ マーカーとして 3 NT 測定法が開発されています。抗体を用いた方法 (例えば、酵素免疫測定法) は、厳密な分析の検証がないと、テストの信頼性を評価することは困難だため半定量として考慮されます。電気化学検出 (ECD) と質量分析を用いたアッセイ HPLC 3 NT13の定量化のための十分な感度があります。彼らは敏感で、GC-MS のように質量分析を用いた方法または GC-MS/MS を必要とするアミノ酸の誘導体化、しばしば誘導体化のプロセスの結果の成果物14の形成。
GC、LC の両方の技術と比較して、高速液体クロマトグラフィー ECD は比較的安価と 3 測定に十分な感度を有する-NT。 さらに、GC-MS と LC MS の誘導体化手順よく時間が長くなります。ここで紹介した方法では、蛋白質の消化手順 16 時間が必要ですが、それをもって一晩に実施される、それにもかかわらず、(前述のように、実践的な時間の約 30 分はサンプルごとに必要)。高スループット計測システム、オートサンプラーによる自動繰り返し測定があります。以前の研究は、免疫学的方法で測定を報告している午後2,7; 3 NTしかし、このようなメソッドは、午後153 NT の低レベルのための冬のシーズンで 3 NT を検出できませんでした。
HPLC-ECD 法は他の標準的な方法で付加的な利点たとえば、(i)、抽出プロセスはこの方法では必要ありません、(ii) それは完全に洗剤無料、(iii) 最小限のサンプルの要件、有し、重要なは、(iv) 高感度。フィルター上に集め、粒子は、さまざまなコンポーネントの数量を含むそれ以上の調査のための超音波でよく区切られます。洗剤も午後バインド フィルターからタンパク質を分離するために使用されます。ただし、これらの追加手順汚染、サンプルの損失、および抽出効率のため過小評価のリスクが高まるし、さらに、ほとんどの洗剤が液体クロマトグラフィー/質量と互換性のあります。現在 HPLC-ECD 法 HPLC サンプル簡単に分離できますフィルターから単純な中空パンチを使用し、その他のサンプル調製の必要なし。丸い形のサンプルの面積は 28.3 mm2は元の水晶フィルターのサイズと比較して非常に小さい (10 インチ x 8 = 203.2 x 254 mm = 51,600 mm2)。
HPLC-ECD 条件は 3 NT 信号への干渉を避けるために慎重に検討されている12を前述のよう。移動相の強い酸性 pH とアセトニ トリルの十分な濃度検出のため重要です。これらの条件を使用して、ニトロチロシンから基本、ニトロを含む他の化合物を分離できます。現状は異なる物理的性質 (例えば、粒子状物質及びプラズマ) のサンプルから 3 NT の検出に適しています。
評価、空気中 3 NT フィルター重量の測定とバック グラウンドの除去に重要なステップ。一般に、PM7の約 100 mg 以上は収集 4 から 7 日の期間ただし、いくつかの要因は湿度と静的な電荷を含む午後7コレクションの前後に、フィルター重量に影響を与えます。これらの効果を避けるためには、長い期間フィルター重量の安定化は subequal の温度と湿度の下で必要です。電子天秤がインストールされている場所は、安定した環境で維持しなければなりません。サンプル準備のためしばしば 3 NT に似たようなピークを示す非特異的なプロテアーゼのカクテルから背景の効果と限外ろ過膜を修正することが重要です。
このメソッドは、屋内環境を含め、他の粒子に適用できます。蛋白質のニトロ化は、自分のアレルギーの潜在的な2を高める可能性があります。したがって、このメソッドは、環境の清浄度を評価し、nitrosative ストレスを防ぐために役立つことがあります。
本研究では、空気サンプラー フィルター ハンドル簡単で安価な装置の大気 3 NT の高感度測定法を報告します。大気中の 3 NT の生成は、O3、2、午後タンパク質、さらに人間のアレルギー誘発性に影響を及ぼす気象要素などの環境汚染物質に関連付けられます。結論として、本研究で提案する手法は、O3、様々 な汚染物質とさまざまな気象条件の下で午後蛋白質の大気反応を評価するために役立つことがあります。3-ニトロチロシン大気中の推定高速液体クロマトグラフィー ECD の開発のこれらの努力は人間の健康を向上させるより良い環境清浄度を期待しています。
The authors have nothing to disclose.
著者は、小さじ/午後2.5サンプリングの彼の助けのための米国環境保護庁の雅之久保をありがとうございます。この作品は、日本学術振興会科研費助成番号 JP16K15373 と JP18H03039 によって部分で支えられました。
Quartz filter, backup quartz filter | PALL life sciences | 7204 | Tissuquatrz 2500QAT-UP, 8x10in |
High-volume air sampler | SIBATA SCIENTIFIC TECHNOLOGY | HV-1000F | |
Particle size selector for SPM | SIBATA SCIENTIFIC TECHNOLOGY | 080130-061 | SPM (suspended particulate matters) is defined in Japan that particles with 10 um of 100% cut-off diameter. SPM is almost identical to PM7. |
Low-volume air sampler | SIBATA SCIENTIFIC TECHNOLOGY | AH-600F | |
Size classification unit for PM2.5 | SIBATA SCIENTIFIC TECHNOLOGY | AH-600 | |
Quartz filters for classification (PM4.5–2.5, PM7.3–4.5, PM15–7.3, and TSP-PM15) | Tokyo Dylec | AHQ-630 | |
Non-specific protease cocktail | Roche | 11459643001 | Pronase from Streptomyces griseus |
3-Nitrotyrosine | SIGMA | N7389 | |
Ultrafiltration membranes | Millipore | UFC5010BK | AMICON ULTRA 0.5 mL – 10kDa cutoff |
ECD | Eicom | HTEC-500, PEC-510 | standalone HPLC-ECD unit (HTEC-510) and Pre-electrolysis cell (PEC-510), includes pump |
HPLC column | Eicom | SC-5ODS | |
Data processor | Eicom | EPC-300 | |
Injector | Hitachi High-Tech Science | L-7200 | Auto sampler |
Analyzing software | eDAQ Japan | ES280 | PowerChrom software |