我们从人体血清低分子量蛋白质和多肽的选择性恢复对介孔二氧化硅薄膜为基础的技术开发。我们的孔芯片的物理化学性能进行了微调,在肽富集提供实质性的控制,因此分析用于诊断目的的血清蛋白质。
循环标志物的识别持有的非侵入性方法,早期诊断和预后,以及监测治疗效率的潜力巨大。1-3循环的低分子量蛋白质(LMWP)从组织和细胞中棚或小的蛋白质组成从较大的蛋白质水解降解的多肽片段,一直伴随着患者的病理状态,并可能反映了疾病的状态。尽管存在这些潜在的临床应用4,5,使用质谱(MS)分析从LMWP生物体液中已被证明是非常具有挑战性,由于血清中的蛋白质和肽浓度大的动态范围。没有样品前处理6,一些不起眼的高度较丰富的蛋白质检测血清/血浆中低丰度物种。目前蛋白质组学为基础的方法,如二维聚丙烯酰胺凝胶-ELectrophoresis(2D-PAGE)和鸟枪蛋白质组学的方法是劳动密集型,低吞吐量和临床应用提供有限的适用性。7-9因此,需要一个更有效的策略LMWP从血液中分离,并允许临床样品的高通量筛选。
在这里,我们提出一个快速,高效,可靠的介孔氧化硅芯片为基础的多分馏系统专门针对和丰富LMWP。10,11孔二氧化硅(MPS)与可调功能在纳米薄膜制备嵌段共聚物模板途径。使用不同的聚合物模板和聚合物浓度的前驱体溶液中,各种孔径分布,孔隙结构,连通性和表面特性的测定和应用低质量的蛋白质的选择性恢复。丰富肽选择性解析成不同的子类根据其理化性质将昂斯恢复和检测低丰度物种的效率。在质谱和统计分析相结合,我们表现出的介孔二氧化硅薄膜的纳米特性和低质量的蛋白质收获的特异性和疗效之间的相关性。此处给出的结果揭示潜在的纳米技术为基础的技术,提供一个强大的替代LMWP收获的传统方法,从复杂生物流体。因为能力来调整材料的性能,低成本生产的能力,样品收集,并进行分析,大大降低了样品的要求简单和迅速,这种新型的纳米技术将大大影响蛋白质生物标志物研究和临床蛋白质组学领域评估。
越来越多的证据,低分子量的循环系统蛋白质的地区是为疾病的早期检测,诊断标志物的丰富来源。在这种技术中,我们提出了一系列介孔硅芯片与不同孔径,孔选择性丰富的多肽和低分子量蛋白的结构和修改。来评价蛋白的稳定性,MPS芯片孵育,洗涤后干燥,人血清,储存在室温下3wk。获得的蛋白/多肽模式与那些新鲜分割血清( 图6a),由图6b显示的统计分析的结果证实,可比。估计在原油血清的12.7%和14.2%为分割样本的平均CV测得的峰值信号的变化。边际变化可能是由于电离仪器的内部变异和建议的ON-芯片预处理和存储,并没有引起任何重大改变的MS蛋白质图谱。非多孔硅上已进行相同的实验。干血清储存后恢复硅表面上是分割前的MALDI分析的MPS芯片。穷人的质谱分析得到证实孔表面的稳定优势。在类比与先前推测的机制,我们推测,被困的孔洞内的低分子量物种退化通过蛋白酶的大小排斥保留,或在密闭空间内的孔洞,其蛋白活性的立体抑制。 MPS的芯片为基础的方法可能是一个复杂生物流体研究低分子量的多肽和蛋白质分析的强大工具。 MPS的芯片制造成本低廉,并允许扩大生产,以达到同时处理大量的样品,提供有利的特点,探索筛选和生物标记发现。
The authors have nothing to disclose.
这项工作是由联盟的NanoHealth预中心奖(W81XWH-11-2-0168)和得克萨斯州癌症奈米中心(1U54CA151668-01)。
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Yorumlar |
Tetraethoxysilane | Sigma-Aldrich | 131903 | 98% |
Spin coater | Brewer Science | Cee 200X | |
Plasma Asher | Nordson March | AP-600 | |
Spectroscopic Ellipsometer | J. A. Woollam Co. | M-2000DI | |
MALDI-TOF | Applied Biosystems | Voyager-DE-STR | |
α-cyano-4-hydroxycinnamic acid | Sigma-Aldrich Co. | C8982 | Matrix for MALDI-TOF |
trans-3,5-dimethoxy-4-hydroxycinnamic acid | Sigma-Aldrich Co. | 85429 | Matrix for MALDI-TOF |
Stir hot plate | Thermo Scientific | 11-475-30Q | |
CultureWell chambered coverglass | Sigma-Aldrich | GBL103350 | 3 mm diam. ×1 mm depth, 3-10 μL, sterile |
Pluronic F 127 | BASF | PEO106-PPO70-PEO106 | |
Pluronic L121 | BASF | PEO5-PPO70-PEO5 | |
Pluronic P123 | BASF | PEO20-PPO70-PEO20 |
Table 1. Physico-chemical properties and designed concentrations (Molecular weight and Iso-electric point) of the selected peptide and protein standards.