A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
هنا ، نقدم ونقيم بروتوكولا لإنشاء أعمدة كروماتوغرافيا سائلة ذات تدفق نانوي منخفض التكلفة لتوصيف الببتيد باستخدام تدفقات عمل البروتينات LC-MS / MS.
يتطلب التعقيد العالي السائد في العينات البيولوجية فصلا كروماتوجرافيا بحساسية ودقة عالية ليتم تحليلها بشكل فعال. نقدم هنا بروتوكولا قويا وقابلا للتكرار وغير مكلف لإعداد أعمدة كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء ذات التدفق العكسي للنانو (RP-HPLC) لفصل الببتيدات التحليلية عبر الإنترنت قبل إدخالها واكتشافها بواسطة مطياف الكتلة في سير عمل البروتينات التقليدية من أسفل إلى أعلى. اعتمادا على هدف التجربة والخصائص الكيميائية للتحليلات التي يتم فصلها ، قد تختلف معلمات العمود المثلى في أقطارها الداخلية أو الخارجية ، والطول ، وحجم الجسيمات ، وحجم المسام ، وكيمياء جزيئات الطور الثابتة ، ووجود أو عدم وجود باعث رش كهربائي متكامل عند الحافة. لا يتيح نظام تعبئة الأعمدة الداخلي التصنيع السريع للأعمدة ذات الخصائص المرغوبة فحسب ، بل يقلل أيضا بشكل كبير من تكلفة العملية. يتوافق البروتوكول الأمثل لتعبئة عمود السيليكا المنصهر C18 AQ (المائي) الذي تمت مناقشته هنا مع مجموعة واسعة من الأدوات الكروماتوغرافية السائلة لتحقيق الفصل الفعال للتحليلات.
ساهمت أعمدة HPLC بشكل كبير في الإنتاجية في مجالات البحوث الصيدلانية والطبية والبيئية1،2،3،4. يعد الوصول إلى أعمدة الكروماتوغرافيا عالية الجودة خطوة محورية في تجزئة التحليلات المعقدة. في بروتينات البندقية ، يتم تحقيق حساسية تحليلية عالية بشكل روتيني عن طريق اقتران قياس الطيف الكتلي بالتأين بالرش الكهربائي (ESI) بكروماتوغرافيا التدفق النانوي5،6،7،8. يعد الفصل الفعال لآلاف الببتيدات أمرا بالغ الأهمية في هذا التطبيق لأنه يسمح لمطياف الكتلة بتحديد وتحديد التحليلات ذات الحساسية والدقة العالية.
شهد مجال تعبئة الأعمدة لتطبيقات القياس الطيفي الكتلي نموا هائلا في السنوات الأخيرة مع التقدم في فهم مبادئ تعبئة الأعمدة الأساسية المتعلقة بمورفولوجيا الطور الثابت وتفاعلات المذيبات والجسيمات وتصميم الأجهزة ، مما يجعل التوصيف التفصيلي لمجموعة واسعة من الجزيئات الحيوية في البيئات البيولوجية المعقدة9،10،11،12،13،14. مهدت الجهود التي تسلط الضوء على الاعتبارات العملية في تعبئة الأعمدة التحليلية لأغراض LC-MS الطريق أمام مختبرات البروتينات لتطوير أنظمة تعبئة داخلية لتلبية اهتماماتها الخاصة مع وعد بأقصى أداء15،16،17،18.
أعمدة الرش النانوي بأقطار داخلية في حدود 50-150 ميكرومتر ونهايات مدببة مناسبة تماما لغرض تأين الرش الكهربائي. في مجال بروتينات البندقية ، يتم إجراء عمليات الفصل عادة باستخدام تدرج مذيب يتدفق عبر مرحلة ثابتة غير قطبية معبأة ، والأكثر شيوعا السيليكا المرتبطة بسلسلة الكربون الكارهة للماء (C8-C30) بأحجام جسيمات تتراوح بين 1.7 إلى 3.5 ميكرومتر19،20،21،22. تنبعث التحليلات المملوءة من خلال باعث ESI مدمج داخل العمود ، مما يضمن التأين الناعم لتحليلات طور المحلول إلى الأيونات الغازية. أدى اقتران أعمدة LC مع ESI-MS إلى تطوير تطبيق قياس الطيف الكتلي الترادفي بشكل كبير على استراتيجيات البروتين في العلوم الطبية الحيوية.
تؤدي أعمدة LC ذات الأقطار الداخلية الضيقة إلى قمم كروماتوغرافية أضيق وحساسية أعلى بالنسبة للتجويف الأعلى وأعمدة التدفق الصغير ، وبالتالي فهي مفيدة بشكل خاص مع تدفقات العمل البروتينية. على الرغم من أن أعمدة LC المعبأة مسبقا المتوفرة تجاريا هي خيارات جذابة نظرا لراحتها وسهولة استخدامها ، إلا أنها يمكن أن تكون باهظة الثمن وأقل مرونة من الخيارات الداخلية. الهدف من هذا العمل هو وصف نهج تعبئة الملاط البسيط تقنيا ومنخفض التكلفة لإعداد أعمدة HPLC ذات الطور المعكوس ذات القطر الداخلي الضيق باستخدام الشعيرات الدموية المصنوعة من السيليكا المنصهرة ونظام قنبلة ضغط مدمج داخليا للتطبيقات البروتينية.
1. تحضير الطرف الشعري
2. بلمرة / نقش الحافة
3. إعداد المرحلة الثابتة
4. تعبئة العمود بمرحلة ثابتة
5. الانتهاء من العمود وجعل الفريت الخلفي
لتقييم أداء الأعمدة ، تم تجزئة 750 نانوغرام من هضم الببتيد التربتيك المحضر من محللات الخلية الكاملة لخلايا HEK293 عبر الإنترنت باستخدام شعرية من السيليكا المنصهرة بطول 25 سم و 75 ميكرومتر معبأة في المنزل مع جزيئات ReproSil-Pur 120 C18-AQ السائبة كما هو موضح في البروتوكول. قبل تحميل العي?...
تعتمد الاستراتيجيات البروتينية الحديثة على الفواصل الكروماتوغرافية عالية الجودة لتحليل الأنظمة البيولوجية المعقدة بشكل فعال. ومن ثم ، فإن أعمدة LC ذات التدفق النانوي عالية الأداء والفعالة من حيث التكلفة هي مكونات حاسمة لنظام قياس الطيف الكتلي الترادفي الناجح الذي يهد?...
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
تم دعم هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة GM089778 منح ل J.A.W.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
99.99% Formamide acid | Sigma-Aldrich | for making frit | |
alcohol lamp | Any brand | For providing heat | |
Brechbuehler helium pressure cell | BioSurplus | for packing column | |
Ceramic column cutter | Any brand | for cutting silica capillary | |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) ≥ 99% | Sigma-Aldrich | Stored in a flammable cabinet | |
Formamide ≥99.5% | Sigma-Aldrich | for making frit | |
Hydrofluoric acid (HF) (50%) | Fisher Scientific | for opening the emitter after polymerization | |
KASIL (Potassium Silicate Solution) | PQ Corporation | for making frit | |
Orbitrap Fusion Lumos | Thermo Fisher Scientific | for MS data acquisition | |
P2000 Laser Puller | Sutter | for pulling capillary | |
PTFE 1/16" Ferrule 0.4 mm ID (long) for Tube Fitting | Chromre | 214104 | For bomb setting |
Reprosil-Pur 120 C18-AQ, 1.9 um, 1g | Dr. Masch GmbH | r119.aq.0001 | Batch 5910 |
Soldering | Any brand | For initiating polimerization | |
Stainless Steel Pipe Fitting, Hex Coupling, 1/4 in. Female NPT | Swagelok | SS-4-HCG | for bomb setting |
TSP075375 fused silica, 75 µm ID x 360 µOD | MOLEX/Polymicro | 1068150019 | For column tubing |
Ultimate 3000 UHPLC | Dionex | HPLC type |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved