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En este artículo

  • Resumen
  • Resumen
  • Introducción
  • Protocolo
  • Resultados
  • Discusión
  • Divulgaciones
  • Agradecimientos
  • Materiales
  • Referencias
  • Reimpresiones y Permisos

Resumen

A quick protocol for proteolytic digestion with an in-house built flow-through tryptic microreactor coupled to an electrospray ionization (ESI) mass spectrometer is presented. The fabrication of the microreactor, the experimental setup and the data acquisition process are described.

Resumen

La gran mayoría de la espectrometría de masas (MS) a base de los métodos de análisis de proteínas implican una etapa de digestión enzimática antes de la detección, por lo general con tripsina. Este paso es necesario para la generación de péptidos de bajo peso molecular, generalmente con MW <3.000-4.000 Da, que caen dentro del rango de escaneado efectivo de la instrumentación de espectrometría de masas. protocolos convencionales implican la digestión enzimática O / N a 37 ºC. Los avances recientes han llevado al desarrollo de una variedad de estrategias, típicamente implica el uso de un microrreactor con enzimas inmovilizadas o de una serie de procesos físicos complementarios que reducen el tiempo necesario para la digestión proteolítica a unos pocos minutos (por ejemplo, de microondas o de alta presión). En este trabajo se describe un método sencillo y rentable que puede ser implementado en cualquier laboratorio para lograr la rápida digestión enzimática de una proteína. La proteína (o mezcla de proteínas) se adsorbe en alta perf de fase inversa C18-unidoormance partículas de sílice líquidos cromatografía (HPLC) precargados en una columna capilar, y tripsina en tampón acuoso se infunde a través de las partículas para un corto período de tiempo. Para habilitar la detección MS en línea, los péptidos trípticos se eluyen con un sistema disolvente con el aumento de contenido orgánico directamente en la fuente de MS de iones. Este enfoque evita el uso de partículas de alto precio enzima inmovilizada y no necesita ninguna ayuda para completar el proceso. La digestión de proteínas y análisis de la muestra completa se puede lograr en menos de 3 min y ~ ~ 30 min, respectivamente.

Introducción

La identificación y caracterización de las proteínas purificadas se consigue frecuentemente mediante el uso de técnicas de EM. La proteína se digiere con una enzima y sus péptidos se analizan además por MS mediante una sencilla configuración experimental de infusión. La digestión proteolítica es necesaria para la generación de pequeños fragmentos de péptidos que se encuentran en el rango de masa útil de la mayoría de los analizadores de MS, y que puede ser fácilmente fragmentado a través de baja energía de disociación inducida por colisión para generar información de la secuencia de aminoácidos. Para las proteínas aisladas o mezclas de proteínas simples, no hay más necesidad de la separación cromatográfica de péptidos antes de la detección EM. Una mezcla de 25-50 péptidos se puede analizar fácilmente mediante la infusión de la muestra con una bomba de jeringa directamente en la fuente de MS de iones.

El espectrómetro de masas puede llevar a cabo el análisis y confirmar la secuencia de una proteína en un breve espacio de tiempo. Con los métodos de adquisición de datos modernos, este proceso puede llevarse a cabo wentro de unos minutos o incluso segundos. El factor limitante en la realización de todo el proceso en una corta escala de tiempo es la etapa de digestión proteolítica. Por lo general, esto se realiza a través de un par de horas (o S / N), en solución, a 37 ºC, usando sustrato: proporciones de enzimas (50-100): 1. Para reducir el tiempo de digestión enzimática para minutos o segundos, microrreactores enzima inmovilizada, en forma de reactores de microfluidos o cartuchos disponibles en el mercado, se han descrito. 1-6 Típicamente, la enzima se inmoviliza por covalente, no covalente de adsorción / física, complejo la formación o la encapsulación, 3,6 la eficiencia mejorada del proceso enzimático ser habilitado por la gran superficie a volumen y las proporciones de enzima a sustrato. Otras ventajas de los reactores inmovilizados incluyen la autólisis y la interferencia reducidos de la enzima en el análisis de MS, la mejora de la estabilidad de la enzima y la reutilización. Se ha descrito una variedad de enfoques, el uso de vidrio o dispositivos microfabricados poliméricos,el uso de enzimas inmovilizadas sobre perlas magnéticas por las interacciones antígeno-anticuerpo, 7,8 atrapados en las redes de nanopartículas de oro, 9 encapsulado en titania-alúmina sol-geles 10 y nanozeolites, 11 o capturados a través de Ni-NTA o His-Tag la formación del complejo. 6 Alternativamente , se han desarrollado capilares abiertos-tubulares con enzimas inmovilizadas, también. 12 por otra parte, el aumento de la escisión proteolítica se ha demostrado mediante el uso de irradiación de microondas controlado 13 o tecnología bicicleta asistida por presión o presión (PCT) para la reducción de los tiempos de reacción a 30-120 min. 14

A pesar de las múltiples ventajas de los reactores de enzimas inmovilizados, los costos de los cartuchos comerciales es alta, la disponibilidad de dispositivos de microfluidos para uso rutinario es limitado, y el uso de los resultados de tecnologías de microondas o PCT en necesidad de instrumentación adicional. El objetivo de este trabajo fue desarrollar un método que circumveNTS estas desventajas, y que se puede implementar fácilmente en cada laboratorio para capacitar a los investigadores un método sencillo y eficaz para llevar a cabo la escisión enzimática de las proteínas en la preparación para el análisis de MS en cuestión de minutos. El enfoque se basa en el uso de hidrófobos, C18-partículas que son pre-cargados en un capilar o un dispositivo de microfluidos, y la adsorción de la proteína (s) de interés en estas partículas, seguido por digestión enzimática durante la infusión de la enzima sobre el lecho compacto y proteína (s) capturada. En este enfoque, el sustrato se inmoviliza a través de interacciones no covalentes, y la enzima se infunde a través de la proteína inmovilizada. La eficiencia de la digestión proteolítica se incrementa por las grandes áreas de superficie de partículas que exponen a la proteína para el procesamiento enzimático, distancias y tiempos de difusión hacia y desde la superficie de partículas reducido, una mejor transferencia de masa, no unión covalente que pueden afectar a la actividad de la enzima, la capacidad de forma rápida evaluate combinaciones de diferentes enzimas, disponibilidad de acceso, y la multiplexación si el proceso se ejecuta en un formato de microfluidos. Este enfoque se demuestra con el uso de una mezcla de proteínas estándar y de tipo tripsina de la enzima más utilizada para la digestión proteolítica antes de la detección ESI-MS. El espectrómetro de masas utilizado para la detección en este estudio fue un instrumento lineal trampa cuadrupolo (LTQ).

Protocolo

1. Preparación del capilar Microreactor

  1. Cortar el diámetro interior 100 mm (ID) x capilar 360 micras de diámetro exterior (OD) a una longitud de 7-8 cm, y el 20 micras ID x 90 micras OD capilar a 3-5 cm con la cuchilla de capilar de vidrio; verificar en el microscopio que ambos extremos capilares tienen un corte limpio y recto, sin las rebabas que sobresalen.
  2. Insertar el 20 micras ID x 90 micras capilar OD en un extremo de la 100 micras ID x 360 micras capilar OD, para una longitud de ~ 6 mm; en caso de necesidad, observar esta operación bajo un microscopio.
  3. Aplique una pequeña gota de pegamento E6000 alrededor de la unión de los capilares 90 micras OD / ID 100 micras con el fin de un Q-tip, y dejar que la cura pegamento O / N a temperatura ambiente.
  4. Cortar el 20 micras ID x 90 micras capilar OD insertado a una longitud de ~ 10-15 mm; este será el emisor de ionización electrospray.
  5. -Pre cortar el 1/32 "OD PEEK, 1/16" PEEK OD y OD bañera de PTFE 1/16 "ing en trozos de 4-5 cm de longitud; estos serán los manguitos utilizados en las uniones capilares para proporcionar una conexión libre de fugas.
  6. Conectar el extremo opuesto de la 100 micras ID x 360 micras OD capilar a una unión PEEK; utilizar un manguito de 1/32 "PEEK para proporcionar una conexión libre de fugas.
  7. Insertar / apretar un pedazo de ~ 5 cm de largo tubo de PTFE 1/16 "en el extremo opuesto de la unión.
  8. Pesar ~ 4 mg de C18 (5 micras) partículas en un pre-limpiado / secado 2 ml vial de vidrio; añadir 0,5 ml de isopropanol, cerrar el vial y dispersar la suspensión en el baño de ultrasonidos.
  9. Retirar con una jeringa de 250 l, aproximadamente 200 l de suspensión, insertar la aguja de la jeringa en el "tubo de PTFE 1/16 de la unión PEEK, y dispensar lentamente la suspensión en el 100 micras DI x 360 micras capilar OD; observar bajo el microscopio como el capilar se llena con partículas de hasta una longitud de mm embalaje 2-3 se consigue, lo que será el microrreactor (Figura 1) el 20 μ.capilar m Identificación retiene las partículas en el micro-reactor a través de un efecto de distorsión trapezoidal. 15
  10. Enjuague el micro-reactor con solución de ~ 50 l de H2O / CH3CN 50:50 v / v, y luego con solución de ~ 50 l de H2O / CH3CN 98: 2 v / v.

2. Preparación de las soluciones de muestra

Nota: Las operaciones que impliquen la manipulación de disolventes y ácidos orgánicos y preparación de la solución se van a realizar en una campana extractora. Llevar gafas, guantes y ropa de protección.

  1. Enjuague con CH 3 OH y secar unos viales de vidrio (4 ml) y los tubos de polipropileno (15 ml).
  2. Preparar 10 ml de una solución de H 2 O / CH 3 CN (98: 2 v / v) en un tubo de 15 ml de polipropileno por mezcla de 9,8 ml de H 2 O con 200 l CH 3 CN; mezclar mediante ultrasonidos.
  3. Preparar 10 ml de una solución de H 2 O / CH 3 CN (50:50 v / v) en un tubo de 15 ml de polipropileno por mezcla de 5 ml H 2 </ sub> O con 5 ml de CH3CN; mezclar mediante ultrasonidos.
  4. Preparar 4 ml de una solución acuosa acidificada (TFA 0,01% v / v) mediante la adición de 4 l de TFA (10%) a 4 ml H 2 O / CH 3 CN (98: 2 v / v) en un vial de vidrio de 4 ml; mezclar mediante ultrasonidos.
  5. Preparar 4 ml de una solución orgánica acidificada (TFA 0,01% v / v) mediante la adición de 4 l de TFA (10%) a 4 ml H 2 O / CH 3 CN (50:50 v / v) en un vial de vidrio de 4 ml; mezclar mediante ultrasonidos.
  6. Pesar 16 mg NH 4 HCO 3 con una microbalanza analítica en un vial de vidrio de 4 ml; añadir 4 ml de la H 2 O / CH 3 CN: solución (98 / v 2 v) y se dispersan por sonicación; esto se traduce en una solución 50 mM de NH 4 HCO 3 (pH ~ 7,8) en tampón acuoso.
  7. Pesar 5 mg de una proteína estándar (por ejemplo, albúmina de suero bovino, la hemoglobina α / β, el citocromo C, anhidrasa carbónica, α-2-HS-glicoproteína, etc.) con una microbalanza analítica en un vial de vidrio de 4 ml; añadir 4 ml finales de DIr y dispersar por sonicación; esto típicamente resulta en una solución de concentración de alto nivel M.
  8. Preparar 1 ml de solución de proteína (1-2 M) diluyendo la solución de concentración de alto nivel mu M con un volumen apropiado de NH 4 HCO 3 (50 mM) de tampón acuoso; mezclar mediante ultrasonidos.
  9. Preparar la solución de tripsina (5 mM) disolviendo 20 g de tripsina de secuenciación grado en 170 l NH 4 HCO 3 (50 mM) de tampón acuoso; dispersar mediante ultrasonidos.

3. Configuración Experimental

Nota: El sistema LTQ-MS está provisto de una fuente ESI modificado que incluye una casa construida XYZ-etapa que permite la interconexión del espectrómetro de masas a diversos enfoques de entrada de muestra.

  1. Desconectar el capilar micro-reactor de la unión PEEK y PEEK conectarse a la camiseta.
  2. Inserte el cable a ~ 2 cm de largo Pt en el brazo lateral del PEEK T; utilizar un "manga 1/32 PEEK para proporcionar unaLibre de fugas y conexiones para el aislamiento del alambre de Pt.
  3. Conectar un 50 micras ID x 360 micras OD (~ 0,5 m de largo) de transferencia de muestras capilar en el extremo opuesto de la PEEK Tee; utilizar un manguito de 1/32 "PEEK para proporcionar una conexión libre de fugas.
  4. Asegurar el Tee PEEK en el XYZ-etapa y la posición del emisor ESI ~ 2 mm de distancia del capilar de entrada de espectrómetro de masas.
  5. Conectar el cable de Pt a la fuente de alimentación ESI del espectrómetro de masas.
  6. Conectar el extremo opuesto del capilar de transferencia de muestra a la unión de acero inoxidable; utilizar un manguito de 1/16 "PEEK para proporcionar una conexión libre de fugas.
  7. Conectar un 4-5 cm de largo tubo de PTFE 1/16 "hasta el extremo opuesto de la unión de acero inoxidable e inserte la aguja de la jeringa 250 l en el tubo de PTFE; encender la bomba y ajustar el caudal al valor deseado (por ejemplo, 2 l / min).
  8. parámetros de adquisición de datos de MS en tándem de entrada en el paquete de software que controla el instrumento EMd guardar como un archivo de método para preparar la instalación para la realización del análisis; para el sistema LTQ-EM, utilice los parámetros de análisis de datos dependientes siguientes: dinámica de exclusión habilitado para 180 seg con un ancho de masas exclusión ± 1,5 m / z; uno miembros de exploración seguido de uno de zoom y MS 2 scans en los 5 primeros picos más intensos, zoom ancho de barrido ± 5 m / z; la disociación inducida por colisión (CID) los parámetros establecidos en el ancho de separación de 3 m / z, la energía de colisión normalizada del 35%, la activación Q 0.25, y el tiempo de activación de 30 ms.

4. Configuración de microfluidos

  1. Preparar un dispositivo microfluídico de vidrio o sustratos poliméricos; 16-18 el diseño del dispositivo se proporciona en la Figura 2A, que consiste en un microrreactor (1) (0,13 mm de ancho x 2 mm de longitud x 50 m de profundidad) conectado a una entrada (2 ), salida (3) y un puerto lateral (4); los canales de interconexión para manipulaciones de fluidos son ~110 micras de ancho y 50 m de profundidad ~; una estructura de múltiples canales (5), que consta de ~ 1,5 a 2 micras de profundidad x 10 m de ancho x 100 micras microcanales largos colocados 25 m de distancia, actuará como un filtro para retener las partículas en el microrreactor.
  2. Habilitar conexiones de fluidos a la entrega al chip por encolado conectores especializados a los puertos de entrada, o mediante la elaboración de un soporte polimérico que tiene capacidad para accesorios de suministro de fluido (Figura 2B). 16
  3. Preparar una suspensión de partículas C18 (5 micras) tal como se describe en el paso 1.8; entregar la suspensión para el microrreactor con una jeringa mediante el uso de 1/16 "tubo de PTFE conectado al puerto de lado de chip (4); sellar el puerto después de la carga de partículas con pegamento epoxi y cura para 1 hr en un horno a 90 ºC 16.
  4. Inserte un capilar (20 micras x 90 micras ID DE x 10 mm de longitud) en el orificio de salida, sellar con pegamento E6000, y curemos O / N; esto se convertirá en el emisor ESI ( 6).
  5. Conectar un 50 micras ID x 360 OD m (~ 0,5 m de largo) de transferencia de muestras capilar al puerto de entrada de chip (2); conectar el extremo opuesto del tubo capilar a una jeringa de 250 l y la bomba de jeringa, como se describe en 3.6 a 3.7.
  6. Colocar un peso ligero PEEK Tee conector de la línea de transferencia de muestra justo antes de la abertura de entrada (2) e insertar un alambre de Pt en el lado del brazo de la T, como se describe en 3.2; este será el electrodo ESI.
  7. Fijar el dispositivo de microfluidos en el escenario XYZ con el emisor ESI posicionado ~ 2 mm de distancia del capilar de entrada de espectrómetro de masas; preparar el MS para el análisis como se describe en 3.8.

5. Carga de la muestra, de digestión proteolítica y elución para MS Análisis

Nota: Todos los pasos de transferencia de solución / muestra se llevan a cabo con la ayuda de una bomba de jeringa y debe permitir por unos minutos adicionales para completar, para compensar los muertos-volumES asociados a las líneas de transferencia desde y hacia el micro-reactor; el tiempo necesario dependerá de las velocidades de flujo implicadas.

  1. Enjuague el microrreactor y prepararlo para el análisis mediante la infusión de una solución acuosa de NH 4 HCO 3 (50 mM) en H2O / CH3CN (98: 2 v / v) a 2 l / min durante 5 min; utilizar una jeringa de 250 microlitros.
  2. Cargar la muestra de proteína (1 M) en el microreactor mediante la infusión de la solución de muestra a 2 l / min durante 5 min; utilizar una jeringa de 250 microlitros.
  3. Infundir la solución de tripsina (5 mM) sobre la proteína adsorbida en el microrreactor a 2 l / min para 1-3 min.
  4. Se detiene el proceso de digestión proteolítica enjuagando el microrreactor con una solución acuosa acidificada de TFA (0,01% v / v) en H 2 O / CH 3 CN (98: 2 v / v) a 2 l / min durante 5 min; utilizar una jeringa de 250 microlitros.
  5. Iniciar la elución de la proteína digerir del microrreactor mediante la infusión de una solución orgánica acidificada de TFA (0,01%v / v) en H 2 O / CH 3 CN (50:50 v / v) a 300 nl / min.
  6. Encienda el proceso de adquisición de datos de MS y la tensión de ESI (~ 2.000 V); adquirir datos de MS utilizando los parámetros de adquisición de los datos proporcionados en el paso 3.8; observar la elución de los péptidos trípticos.

6. Proceso de Datos

  1. Procesar los datos de MS en tándem con un motor de búsqueda compatible con el formato de datos MS prima.
    1. Procesar los archivos RAW LTQ-MS utilizando un organismo específico de la base de datos de proteínas mínimamente redundante; cargar los datos en bruto en el motor de búsqueda, establecer los límites de tolerancia de masa de los padres y de iones fragmento a 2 y 1 Da, respectivamente, y el uso de fragmentos única plenamente tríptico con hasta dos divisiones perdidas para la búsqueda; no permiten modificaciones posteriores a la traducción; establecer las tasas de descubrimiento de alta y media confianza falsos (FDR) a 1% y 3%, respectivamente, y no permiten modificaciones posteriores a la traducción.
  2. Filtrar los datos para seleccionar únicos de alta confianzapéptido coincide con las proteínas en la base de datos; evaluar la proteína y a nivel de péptido resultados.

Resultados

Un resultado representativo de un proceso de digestión proteolítica lleva a cabo de forma simultánea en una mezcla de proteínas, con los microrreactores descritos anteriormente (Figuras 1 o 2), se proporciona en la Tabla 1. La tabla comprende las secuencias de péptidos únicos que identifican una proteína particular, la cruz puntuación de correlación (Xcorr) (es decir, una puntuación que caracteriza la calidad del partido-experimental p...

Discusión

El micro-reactor descrito en este trabajo proporciona una forma fácil de implementar montaje experimental para llevar a cabo la digestión enzimática de las proteínas para permitir el análisis de MS y la identificación en menos de 30 minutos. Las ventajas de este sistema, en comparación con los enfoques convencionales, incluyen la simplicidad, velocidad, bajo consumo de reactivo y bajos costos. En particular, no hay necesidad de perlas de tripsina inmovilizada caros y cartuchos. La preparación del microrreactor c...

Divulgaciones

The authors declare no competing financial interests.

Agradecimientos

This work was supported by NSF/DBI-1255991 grant to IML.

Materiales

NameCompanyCatalog NumberComments
Ion trap ESI-MSThermo ElectronLTQThe LTQ mass spectrometer is used for acquiring tandem MS data
XYZ stageNewportMultiple partsThe home-built XYZ stage is used to adapt the commercial LTQ nano-ESI source to receive input from various sample delivery systems
Stereo microscopeEdmund opticsG81-278The microscope is used to observe the microreactor packing process
Analytical balance/MetlerVWR46600-204The balance is used to weigh the protein samples
Ultrasonic bath/BransonVWR33995-540The sonic bath is used for mixing/homogenizing the samples and dispersing the C18 particle slurry
Syringe pump 22Harvard Apparatus552222The micropump is used for loading, rinsing and eluting the sample and the enzyme on and from the packed capillary microreactor
Milli-Q ultrapure water systemEMD MilliporeZD5311595 The MilliQ water system is used to prepare purified DI water
Pipettor/Eppendorf (1,000 µl)VWR53513-410The pipettor is used to measure small volumes of sample solutions
Pipettor/Eppendorf (100 µl)VWR53513-406The pipettor is used to measure small volumes of sample solutions
Pipettor/Eppendorf (10 µl)VWR53513-402The pipettor is used to measure small volumes of sample solutions
Fused silica capillary (100 µm ID x 360 µm OD)Polymicro TechnologiesTSP100375This capillary is used for the fabrication of the microreactor
Fused silica capillary (20 µm ID x 100 µm OD)Polymicro TechnologiesTSP020090This capillary is used for the fabrication of the ESI emitter
Fused silica capillary (50 µm ID x 360 µm OD)Polymicro TechnologiesTSP050375This capillary is used to transfer the samples and the eluent from the syringe pump to the capillary microreactor
Glass capillary cleaverSupelco23740-UThis is a tool for cutting fused silica capillaries at the desired length
GlueEclectic ProductsE6000 CraftThis glue is used for securing the ESI emitter into the capillary microreactor or the microfluidic chip
Epoxy glueEpo-Tek353NDTThis glue is used to seal the microfluidic inlet hole through which the C18 particles are loaded
Reversed phase C18 particles (5 µm)Agilent TechnologiesZorbax 300SB-C18These are C18 particles on which the proteins are adsorbed; the particles were extracted from a 4 mm x 20 cm C18 LC column from Agilent
Syringe/glass (250 µl)Hamilton81130-1725RNThe glass syringes are used to load the C18 particle slurry in the capillary microreactor and to deliver the sample and eluents to the microreactor
Internal reducing PEEK Union (1/16” to 1/32”)ValcoZRU1.5FPKThis union is used to connect the 250 µl syringe to the microreactor for loading the 5 µm particle slurry
Stainless steel union (1/16”)ValcoZU1XCThe stainless steel union is used to connect the glass syringe needle to the infusion capillary
Microvolume PEEK Tee connector (1/32”)ValcoMT.5XCPKThe Peek tee is used to connect the sample transfer capillary to the capillary microreactor; on its side arm, it enables the insertion of the Pt wire
Tee connector (light weight)ValcoC-NTXFPKThis Tee connector is used to apply ESI voltage to the microfluidic chip through the sample transfer line
Pt wire (0.404 mm)VWR66260-126The Pt wire provides electrical connection for ESI generation and is connected to the mass spectrometer ESI power supply
PTFE tubing (1/16” OD)ValcoTTF115-10FTThe Teflon tubing is used to enable an air-tight connection between the syringe needle and the stainless steel union 
PEEK tubing (0.015” ID x 1/16” OD)Upchurch Scientific1565The Peek tubing is used as a sleeve to enable an air-tight connection between the stainless steel union and the 50 µm ID transfer capillary
PEEK tubing (0.015” ID x 1/32” OD)ValcoTPK.515-25The Peek tubing is used as a sleeve to enable a leak-free connection between the fused silica capillaries and the Peek Tee
Clean-cut polymer tubing cutterValcoJR-797This cutter is used to pre-cut the 1/16” and 1/32’ Peek polymer tubing that is used as sleeve for leak-free connections in pieces of ~4-5 cm in length
Amber vial (2 ml)Agilent HP-5183-2069The vials are used to prepare sample solutions and the C18 particle slurry 
Amber vial (4 ml)VWR66011-948The vials are used to prepare sample solutions
Polypropylene tube (15 ml)Fisher12-565-286DThe vials are used to prepare buffer solutions
Cylinder (100 ml)VWR24710-463The cylinder is used to measure volumes of solvent
Cylinder (10 ml)VWR24710-441The cylinder is used to measure volumes of solvent
Pipette tips (1,000 µl)VWR83007-386The pipette tips are used to measure small volumes of sample solutions
Pipette tips (100 µl)VWR53503-781The pipette tips are used to measure small volumes of sample solutions
Pipette tips (10 µl)VWR53511-681The pipette tips are used to measure small volumes of sample solutions
Glass substratesNanofilmB270 white crown, 3” x 3”These are glass substrates for microchip fabrication
Male nut fitting (1/16”)UpchurchP203XThis fitting is used for connecting transfer capillaries to the microfluidic chip
Nanoport assemblyUpchurchN-122HThis fitting is used for connecting transfer capillaries to the microfluidic chip
Protein standardsSigmaMultiple #
Acetonitrile, HPLC gradeFisherA955
Methanol, HPLC gradeFisherA452
Isopropanol, HPLC gradeSigma650447
Trifluoroacetic acidSigma302031
Ammonium bicarbonateAldrichA6141
Trypsin, sequencing gradePromegaV5111

Referencias

  1. Petersen, D. H. Microfluidic Bioreactors. Encyclopedia of Microfluidics and Nanofluidics. , (2014).
  2. Matosevic, S., Szita, N., Baganz, F. Fundamentals and applications of immobilized microfluidic enzymatic reactors. J. Chem. Technol. Biotechnol. 86 (3), 325-334 (2011).
  3. Liu, Y., Liu, B., Yang, P., Girault, H. H. Microfluidic enzymatic reactors for proteome research. Anal. Bioanal. Chem. 390 (1), 227-229 (2008).
  4. Wu, H., Zhai, J., Tian, Y., Lu, H., Wang, X., Jia, W., Liu, B., Yang, P., Xu, Y., Wang, H. Microfluidic enzymatic-reactors for peptide mapping: strategy, characterization, and performance. LabChip. 4 (6), 588-597 (2004).
  5. Jin, L. J., Ferrance, J., Sanders, J. C., Landers, J. P. A microchip-based proteolytic digestion system driven by electroosmotic pumping. LabChip. 3 (1), 11-18 (2003).
  6. Asanomi, Y., Yamaguchi, H., Miyazaki, M., Maeda, H. Enzyme-immobilized microfluidic process reactors. Molecules. 7 (16), 6041-6059 (2011).
  7. Aravamudhan, S., Joseph, P. J., Kuklenyik, Z., Boyer, A. E., Barr, J. R. Integrated microfluidic enzyme reactor mass spectrometry platform for detection of anthrax lethal factor. , 1071-1074 (2009).
  8. Liu, X., Lo, R. C., Gomez, F. A. Fabrication of a microfluidic enzyme reactor utilizing magnetic beads. Electrophoresis. 30 (12), 2129-2133 (2009).
  9. Liu, Y., Xue, Y., Ji, J., Chen, X., Kong, J., Yang, P., Girault, H. H., Liu, B. Gold nanoparticle assembly microfluidic reactor for efficient on-line proteolysis. Mol. Cell. Proteomics. 6 (8), 1428-1436 (2007).
  10. Wu, H., Tian, Y., Liu, B., Lu, H., Wang, X., Zhai, J., Jin, H., Yang, P., Xu, Y., Wang, H. Titania and alumina sol-gel-derived microfluidics enzymatic-reactors for peptide mapping: design, characterization, and performance. J. Proteome Res. 3 (6), 1201-1209 (2004).
  11. Ji, J., Zhang, Y., Zhou, X., Kong, J., Tang, Y., Liu, B. Enhanced protein digestion through the confinement of nanozeolite-assembled microchip reactors. Anal. Chem. 80 (7), 2457-2463 (2008).
  12. Hustoft, H. K., Brandtzaeg, O. K., Rogeberg, M., Misaghian, D., Torsetnes, S. B., Greibrokk, T., Reubsaet, L., Wilson, S. R., Lundanes, E. Integrated enzyme reactor and high resolving chromatography in "sub-chip" dimensions for sensitive protein mass spectrometry. Scientific Reports. 3 (3511), 1-7 (2013).
  13. Pramanik, B. N., Mirza, U. A., Ing, Y. H., Liu, Y. H., Bartner, P. L., Weber, P. C., Bose, A. K. Microwave-enhanced enzyme reaction for protein mapping by mass spectrometry: A new approach to protein digestion in minutes. Protein Sci. 11 (11), 2676-2687 (2002).
  14. Olszowy, P. P., Burns, A., Ciborowski, P. S. Pressure-assisted sample preparation for proteomic analysis. Anal. Biochem. 438 (1), 67-72 (2013).
  15. Lord, G. A., Gordon, D. B., Myers, P., King, B. W. Tapers and restrictors for capillary electrochromatography and capillary electrochromatography-mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 768, 9-16 (1997).
  16. Lazar, I. M., Kabulski, J. L. Microfluidic LC Device with Orthogonal Sample Extraction for On-Chip MALDI-MS Detection. Lab Chip. 13 (11), 2055-2065 (2013).
  17. Harrison, D. J., Manz, A., Fan, Z. H., Ludi, H., Widmer, H. M. Capillary electrophoresis and sample injection systems on a planar glass chip. Anal. Chem. 64 (17), 1926-1932 (1992).
  18. Jacobson, S. C., Hergenroder, R., Koutny, L. B., Warmack, R. J., Ramsey, J. M. Effects of Injection Schemes and Column Geometry on the Performance of Microchip Electrophoresis Devices. Anal. Chem. 66 (7), 1107-1113 (1994).
  19. Armenta, J. M., Perez, M. J., Yang, X., Shapiro, D., Reed, D., Tuli, L., Finkielstein, C. V., Lazar, I. M. Fast Proteomic Protocol for Biomarker Fingerprinting in Cancerous Cells. J. Chromatogr. A. 1217, 2862-2870 (2010).
  20. Doucette, A., Craft, D., Li, L. Mass Spectrometric Study of the Effects of Hydrophobic Surface Chemistry and Morphology on the Digestion of Surface-Bound Proteins. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 14, 203-214 (2003).
  21. Lazar, I. M., Trisiripisal, P., Sarvaiya, H. A. Microfluidic Liquid Chromatography System for Proteomic Applications and Biomarker Screening. Anal. Chem. 78 (15), 5513-5524 (2006).
  22. Lazar, I. M., Karger, B. L. Multiple Open-Channel Electroosmotic Pumping System for Microfluidic Sample Handling,". Anal. Chem. 74 (24), 6259-6268 (2002).
  23. Lazar, I. M., Rockwood, A. L., Lee, E. D., Sin, J. C. H., Lee, M. L. High-speed TOFMS Detection for Capillary Electrophoresis. Anal. Chem. 71 (13), 2578-2581 (1999).

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