Name: low molecular weight protein enrichment on mesoporous silica thin films for biomarker discovery
Uploaded: 2012-04-17T13:00:00
Duration: 13 min
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यह काम NanoHealth पूर्व केंद्र (W81XWH-11-2-0168) पुरस्कार और कैंसर Nanomedicine के लिए टेक्सास केंद्र (1U54CA151668 01) की गठबंधन द्वारा वित्त पोषित किया गया.

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	<li>Wulfkuhle, J. D., Liotta, L. A., Petricoin, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+applications+for+the+early+detection+of+cancer.">Proteomic applications for the early detection of cancer.</a> Nat. Rev. Cancer. 3, 267-275 (2003).</li><li>Etzioni, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+case+for+early+detection.">The case for early detection.</a> Nat. Rev. Cancer. 3, 243-252 (2003).</li><li>Hanash, S. M., Pitteri, S. J., Faca, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mining+the+plasma+proteome+for+cancer+biomarkers.">Mining the plasma proteome for cancer biomarkers.</a> Nature. 452, 571-579 (2008).</li><li>Liotta, L. A., Ferrari, M., Petricoin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+proteomics:+written+in+blood.">Clinical proteomics: written in blood.</a> Nature. 425, 905-905 (2003).</li><li>Petricoin, E. F., Belluco, C., Araujo, R. P., Liotta, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+blood+peptidome:+a+higher+dimension+of+information+content+for+cancer+biomarker+discovery.">The blood peptidome: a higher dimension of information content for cancer biomarker discovery.</a> Nat. Rev. Cancer. 6, 961-967 (2006).</li><li>Anderson, N. L., Anderson, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+human+plasma+proteome:+history,+character,+and+diagnostic+prospects.">The human plasma proteome: history, character, and diagnostic prospects.</a> Mol. Cell Proteomics. 1, 845-867 (2002).</li><li>Gorg, A., Weiss, W., Dunn, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+two-dimensional+electrophoresis+technology+for+proteomics.">Current two-dimensional electrophoresis technology for proteomics.</a> Proteomics. 4, 3665-3685 (2004).</li><li>Liu, H., Sadygov, R. G., Yates, J. R., 3rd, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+random+sampling+and+estimation+of+relative+protein+abundance+in+shotgun+proteomics.">A model for random sampling and estimation of relative protein abundance in shotgun proteomics.</a> Anal. Chem. 76, 4193-4201 (2004).</li><li>Rabilloud, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+gel+electrophoresis+in+proteomics:+old,+old+fashioned,+but+it+still+climbs+up+the+mountains.">Two-dimensional gel electrophoresis in proteomics: old, old fashioned, but it still climbs up the mountains.</a> Proteomics. 2, 3-10 (2002).</li><li>Hu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tailoring+of+the+nanotexture+of+mesoporous+silica+films+and+their+functionalized+derivatives+for+selectively+harvesting+low+molecular+weight+protein.">Tailoring of the nanotexture of mesoporous silica films and their functionalized derivatives for selectively harvesting low molecular weight protein.</a> ACS Nano. 4, 439-451 (2010).</li><li>Bouamrani, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesoporous+silica+chips+for+selective+enrichment+and+stabilization+of+low+molecular+weight+proteome.">Mesoporous silica chips for selective enrichment and stabilization of low molecular weight proteome.</a> Proteomics. 10, 496-505 (2010).</li></ol>

हम खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

सबूत बढ़ते है कि संचार proteome के कम आणविक वजन क्षेत्र रोग का जल्दी पता लगाने के लिए एक नैदानिक ​​biomarkers के एक अमीर स्रोत है. इस प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में, हम अलग ध्यान में लीन होना आकार, ताकना संरचनाओं और संशोधन करने के लिए चुनिंदा पेप्टाइड्स और कम आणविक भार प्रोटीन समृद्ध के साथ mesoporous सिलिका चिप्स की एक श्रृंखला प्रस्तुत की. प्रोटीन स्थिरता का मूल्यांकन करने के लिए, एमपीएस चिप्स मानव सीरम, धोने के बाद सूखे के साथ incubated रहे थे, और कमरे के तापमान पर 3wk के लिए संग्रहीत. पैटर्न प्राप्त प्रोटीन पेप्टाइड / हौसले fractionated सीरम की उन (6a चित्रा), के रूप में सांख्यिकीय चित्र 6b में पता चला विश्लेषण के परिणामों से पुष्टि के साथ तुलनीय थे. पीक औसत CV के द्वारा मापा संकेतों की परिवर्तनशीलता कच्चे सीरम के लिए 12.7% और fractionated नमूने के लिए 14.2% पर अनुमान लगाया गया था. सीमांत विविधताओं के MALDI साधन की आंतरिक परिवर्तनशीलता के कारण हो और सुझाव हो सकता है कि ओn चिप pretreatment और भंडारण एमएस प्रोटीन प्रोफाइल के किसी भी महत्वपूर्ण परिवर्तन के लिए प्रेरित नहीं किया. गैर झरझरा सिलिकॉन पर ही प्रयोग किया गया है. सूखे सिलिकॉन की सतह पर भंडारण के बाद बरामद सीरम MALDI विश्लेषण से पहले एमपीएस चिप्स पर fractionated था. गरीब एमएस प्रोफ़ाइल mesoporous सतह की स्थिरीकरण लाभ प्रदर्शन प्राप्त की. पहले माने तंत्र के साथ तुलना में, हम परिकल्पना है कि LMW nanopores के अंदर फंस प्रजातियों गिरावट से proteases के आकार अपवर्जन के माध्यम से संरक्षित किया गया, या में nanopores की सीमित स्थान में उनके proteolytic गतिविधि की steric निषेध द्वारा. एमपीएस चिप आधारित पद्धति और जटिल जैविक तरल पदार्थ के अध्ययन के LMW प्रोटीन रूपरेखा पेप्टाइड में एक शक्तिशाली उपकरण किया जा सकता है. एमपीएस चिप्स के निर्माण और उत्पादन के लिए ऊपर पहुंचा नमूनों की एक बड़ी संख्या के साथ - साथ प्रसंस्करण प्राप्त करने की अनुमति के लिए सस्ती कर रहे हैं, खोजपूर्ण स्क्रीनिंग और जैव के लिए लाभप्रद सुविधाएँ प्रदानमार्कर खोज.

<table border="1"><tbody><tr><td> अभिकर्मक का नाम </td><td> कंपनी </td><td> सूचीपत्र संख्या </td><td> टिप्पणियाँ </td></tr><tr><td> Tetraethoxysilane </td><td> सिग्मा Aldrich </td><td> 131,903 </td><td> 98% </td></tr><tr><td> स्पिन coater </td><td> शराब बनानेवाला विज्ञान </td><td> 200X Cee </td><td></td></tr><tr><td> प्लाज्मा आशेर </td><td> NORDSON मार्च </td><td> एपी 600 </td><td></td></tr><tr><td> स्पेक्ट्रोस्कोपी ellipsometer </td><td> जावेद Woollam कं </td><td> एम - 2000DI </td><td></td></tr><tr><td> MALDI-TOF </td><td> एप्लाइड Biosystems </td><td> मल्लाह - डे - STR </td><td></td></tr><tr><td> α-cyano-4-hydroxycinnamic एसिड </td><td> सिग्मा Aldrich कंपनी </td><td> C8982 </td><td> MALDI-TOF के लिए मैट्रिक्स </td></tr><tr><td> के पार 3 ,5-dimethoxy-4-hydroxycinnamic एसिड </td><td> सिग्मा Aldrich कंपनी </td><td> 85,429 </td><td> MALDI-TOF के लिए मैट्रिक्स </td></tr><tr><td> गर्म थाली हलचल </td><td> थर्मो वैज्ञानिक </td><td> 11-475-30Q </td><td></td></tr><tr><td> CultureWell संभाग coverglass </td><td> सिग्मा Aldrich </td><td> GBL103350 </td><td> 3 मिमी diam. × 1 मिमी गहराई, 3-10 μL, बाँझ </td></tr><tr><td> Pluronic एफ 127 </td><td> BASF है </td><td></td><td> 106 पीपीओ लोगों 70 लोगों 106 </td></tr><tr><td> Pluronic L121 </td><td> BASF है </td><td></td><td> 5 पीपीओ लोगों 70 लोगों 5 </td></tr><tr><td> Pluronic P123 </td><td> BASF है </td><td></td><td> 20 पीपीओ लोगों 70 लोगों 20 </td></tr></tbody></table> तालिका 1. भौतिक रासायनिक गुणों और डिजाइन सांद्रता (आण्विक वजन और आईएसओबिंदु चयनित पेप्टाइड और प्रोटीन मानकों के) बिजली.

low molecular weight protein enrichment on mesoporous silica thin films for biomarker discovery

The identification of circulating biomarkers holds great potential for non invasive approaches in early diagnosis and prognosis, as well as for the monitoring of therapeutic efficiency.1-3 The circulating low molecular weight proteome (LMWP) composed of small proteins shed from tissues and cells or peptide fragments derived from the proteolytic degradation of larger proteins, has been associated with the pathological condition in patients and likely reflects the state of disease.4,5 Despite these potential clinical applications, the use of Mass Spectrometry (MS) to profile the LMWP from biological fluids has proven to be very challenging due to the large dynamic range of protein and peptide concentrations in serum.6 Without sample pre-treatment, some of the more highly abundant proteins obscure the detection of low-abundance species in serum/plasma. Current proteomic-based approaches, such as two-dimensional polyacrylamide gel-electrophoresis (2D-PAGE) and shotgun proteomics methods are labor-intensive, low throughput and offer limited suitability for clinical applications.7-9 Therefore, a more effective strategy is needed to isolate LMWP from blood and allow the high throughput screening of clinical samples. 
Here, we present a fast, efficient and reliable multi-fractionation system based on mesoporous silica chips to specifically target and enrich LMWP.10,11 Mesoporous silica (MPS) thin films with tunable features at the nanoscale were fabricated using the triblock copolymer template pathway. Using different polymer templates and polymer concentrations in the precursor solution, various pore size distributions, pore structures, connectivity and surface properties were determined and applied for selective recovery of low mass proteins. The selective parsing of the enriched peptides into different subclasses according to their physicochemical properties will enhance the efficiency of recovery and detection of low abundance species. In combination with mass spectrometry and statistic analysis, we demonstrated the correlation between the nanophase characteristics of the mesoporous silica thin films and the specificity and efficacy of low mass proteome harvesting. The results presented herein reveal the potential of the nanotechnology-based technology to provide a powerful alternative to conventional methods for LMWP harvesting from complex biological fluids. Because of the ability to tune the material properties, the capability for low-cost production, the simplicity and rapidity of sample collection, and the greatly reduced sample requirements for analysis, this novel nanotechnology will substantially impact the field of proteomic biomarker research and clinical proteomic assessment.

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Low Molecular Weight Protein Enrichment on Mesoporous Silica Thin Films for Biomarker Discovery

हम एक mesoporous सिलिका मानव सीरम से कम आणविक भार प्रोटीन और पेप्टाइड्स के चयनात्मक वसूली के लिए पतली फिल्म पर आधारित प्रौद्योगिकी विकसित की है. हमारे mesoporous चिप्स की भौतिक रासायनिक गुणों पतले के पेप्टाइड संवर्धन में पर्याप्त नियंत्रण प्रदान करते हैं और फलस्वरूप नैदानिक ​​प्रयोजनों के लिए सीरम proteome प्रोफ़ाइल देखते थे.

Mesoporous सिलिका Biomarker डिस्कवरी के लिए पतली फिल्मों पर कम आण्विक वजन प्रोटीन संवर्धन

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