高效液相色谱-质谱技术在蛋白质组学中的应用

蛋白质组学研究在生物医学领域发挥了重要作用,然而研究面临的主要难点在于其研究对象的复杂性和多样性。随着质谱技术的快速发展,高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)分离分析复杂生物样品已经成为蛋白质组学研究的基础工具。蛋白质组学的研究从肽段分离,延伸到蛋白质和蛋白质复合物的分离,随着分析物的分子质量不断增大,其结构和组成复杂性也持续增加,分子特性也发生改变。面对不同的蛋白质组学研究对象,选择不同的分离模式、分离条件以及固定相参数是进行深度蛋白质组学研究的关键。本文综述了实验室常用的液相色谱分离模式,包括反相色谱(RPLC)、亲水相互作用色谱(HILIC)、疏水相互作用色谱(HIC)、离子交换色谱(IEC)和体积排阻色谱(SEC),以及其不同的组合模式与质谱联用在自下而上(bottom-up)分析、自上而下(top-down)分析、蛋白-蛋白相互作用分析中应用的研究。具体分析了色谱流动相与被分析对象之间的兼容性问题、色谱流动相与质谱兼容性问题,以及多维色谱中不同色谱模式之间流动相的兼容性问题。重点关注存在不兼容问题时研究者所提出的解决方案。此外,本文还评述了HPLC-MS结合样本前处理的方法在外泌体和单细胞蛋白质组学中的应用研究。总之,文章聚焦于近年来HPLC-MS技术在蛋白质组学中的研究进展,旨在为未来蛋白质组学领域的研究提供参考。

重组人成骨蛋白-1的离子交换及分子排阻色谱法纯化及其复性研究

经发酵大量表达重组人成骨蛋白-1(rhOP-1)。SDS-PAGE发现rhOP-1表达量占细菌总蛋白的35%。菌体经裂解、洗涤后,用8mol/L尿素溶解包涵体,离心后提取目的蛋白。经离子交换色谱法对变性状态下的目的蛋白进行纯化,绝大部分杂蛋白被去除,目的蛋白纯度达93%以上。为进一步提高目的蛋白浓度,采用分子排阻色谱法对目的蛋白进行再次纯化,纯度达98%以上。利用降低尿素梯度的方法对纯化的蛋白进行复性,二聚体的含量在50%以上。Westernblot证明了复性后的目的蛋白以单体和有活性的二聚体的形式存在。

体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱测定印度芥菜中镉的形态

建立了体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法(SEC-HPLC-ICP-MS)测定镉超积累植物印度芥菜中镉的形态分析方法。在镉胁迫下,诱导产生植物螯合肽(PCs)。因此,在叶片和根部均检测到植物螯合肽(PC)3-Cd、植物螯合肽(PC)2-Cd、谷胱甘肽(GSH)-Cd,及半胱胺酸(Cys)-Cd4种形态。研究结果证明,植物螯合肽的合成机制为先形成GSH-Cd而后形成植物螯合肽。在植物不同部位,Cd存在形态不同。叶片中主要以GSH-Cd存在,而在根部主要以PC2-Cd为主,结合不同镉刺激浓度条件下植物体内镉分布规律初步推断:根部PC2-Cd除了自身合成产生外,还有部分为叶部转移。为了防止巯基化合物氧化反应的发生,样品采取液氮保护并于-70℃保存,样品分析全流程用氮吹防氧化措施。

体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定海产贝类中镉的形态

运用体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术(SEC-HPLC-ICP-MS)分析了高镉积累扇贝和低镉积累菲律宾蛤仔中镉的存在形态,并结合体外全仿生消化技术,研究了在唾液、胃、肠无机物和有机物(含消化酶)作用下,扇贝和菲律宾蛤仔中镉的主要存在形态。结果发现:扇贝中Cd总量约为菲律宾蛤仔的10倍;在扇贝中检测到3种Cd形态:金属硫蛋白(MT)-Cd、谷胱甘肽(GSH)-Cd和半胱氨酸(Cys)-Cd;在菲律宾蛤仔中检测到2种Cd形态:MT-Cd和GSH-Cd;以峰面积作参考进行比较,扇贝中MT-Cd和GSH-Cd含量分别约为菲律宾蛤仔的5.6和2.0倍。结合体外全仿生模型发现,在扇贝胃全仿生提取液中,检测到1种未知小分子有机镉形态(Cd-X),在扇贝肠全仿生提取液中检测到4种Cd形态,其中MT-Cd是主要形态;而在菲律宾蛤仔胃、肠全仿生提取液中均仅检测到1种未知小分子有机态镉(Cd-X)。本实验证明贝类中的MT-Cd,GSH-Cd,Cys-Cd中络合的Cd在生物体胃肠消化液作用下会发生解离。

体积排阻高效液相色谱—电感耦合等离子体质谱法测定紫菜中镉(Cd)的形态

运用体积排阻高效液相色谱—电感耦合等离子体质谱联用技术(SEC-HPLC-ICP-MS)分析了紫菜中Cd的存在形态,结果发现,在紫菜水提取液中检测到3种Cd形态,根据其保留时间确定为植物螯合肽(PC)3-Cd、谷胱甘肽(GSH)-Cd和1种未知小分子有机态Cd,结合体外全仿生消化技术,研究了在唾液、胃、肠无机物和有机物(含消化酶)作用下,紫菜中Cd的主要存在形态,分析发现在紫菜胃全仿生提取液中,检测到2种未知小分子有机态Cd,其中以保留时间为24.2 min的Cd形态为主要存在形态。在肠全仿生提取液中检测到2种Cd形态,其中(PC)3-Cd是主要存在形态。有关(PC)3-Cd在生物体内的代谢规律还需进一步研究。实验确证了Cd在紫菜中的主要有机形态,为紫菜食用安全风险评价提供重要依据。

体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法同时测定印度芥菜(Brassica Juncea)中镉铜锌形态

建立了体积排阻高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法同时测定印度芥菜中镉、铜、锌形态分析方法。为了防止巯基化合物氧化反应的发生,样品采取液氮保护并在-70℃保存,样品分析全流程采取氮吹防氧化措施。在镉、铜、锌胁迫下,诱导产生植物螯合肽(PCs)。在叶片和根部均检测到3种元素的4种形态,植物螯合肽(PC)3-Cd(Cu,Zn)、植物螯合肽(PC)2-Cd(Cu,Zn)、谷胱甘肽(GSH)-Cd(Cu,Zn)、半胱胺酸(Cys)-Cd(Cu,Zn)及其在植物体内的分布规律。结合植物不同部位Cd、Cu、Zn分布规律初步推断,Cd、Cu、Zn在与GSH及Cys的结合上存在竞争。

高效排阻液相色谱法分析大豆7S和11S球蛋白的分子质量和纯度

本文采用SE-HPLC法定量分析大豆7S和11S球蛋白的分子质量和纯度。首先,对SE-HPLC的色谱条件进行优化,最佳的SE-HPLC色谱条件是:洗脱液(水/乙腈)70/30,洗脱液流速1.0 m L/min,进样量10μL。其次,绘制分子质量分析的标准曲线,分子质量标准曲线方程为Log(M)=-0.222 1 x+3.878 9,线性相关系数为R^2=0.996 9。以10倍信噪比确定定量限,得到7S(y=299.59x+3.771 2,R^2=0.979 2)和11S(y=197.08x+4.148 5,R^2=0.986 1)纯度分析标准曲线方程。最后根据分子质量和纯度分析的标准曲线方程计算大豆7S和11S球蛋白的分子质量和纯度。将所提纯的7S和11S样品的分子质量与7S和11S标品特征峰分子质量进行比对,表明所提纯样品为7S和11S。本试验所制得7S和11S的纯度分别达到86.3%和92.0%。

高效液相分子排阻色谱法分析重组人复合α干扰素稳定性

采用高效液相分子排阻色谱法(HPLC-SEC)分析不同温度、振荡时间和pH条件下缓冲液中重组人复合α干扰素(cIFN)单体降解和聚合程度,以研究cIFN的体外稳定性。分析表明,振荡会引起cIFN同时发生严重的降解和聚合,在振荡15 min后,聚合体质量分数23.8%,降解产物质量分数29.6%。温度和pH会引发严重降解和部分聚合,40°C下放置66 h会产生质量分数16.3%的聚合体和质量分数49.3%的降解产物;在pH 9放置66 h后会产生质量分数11.5%聚合体和质量分数37.7%的降解产物。研究显示HPLC-SEC方法能对不同环境条件下cIFN单体所发生的聚合和降解变化进行精确定量分析。不同环境下cIFN单体容易产生聚合体和降解产物表明:cIFN稳定性较差,蛋白质单体之间作用形式容易受到环境因素影响而发生改变。

高效液相体积排阻色谱法测定稻米支链淀粉链长的相对分子质量分布

【目的】建立稻米支链淀粉链长相对分子质量分布的高效液相体积排阻色谱法(high performance sizeexclusion chromatography,HPSEC)的测定方法。【方法】先采用丁醇沉降法分离提纯稻米支链淀粉,纯化后的支链淀粉经异淀粉酶酶解切开分支糖苷键,然后运用HPSEC测定其相对分子质量分布。建立了稻米支链淀粉链长相对分子质量分布的HPSEC分析方法:Shodex SB-G、Shodex SB-803(1 000—100 000)、Shodex SB-802.5(300—10 000)3根凝胶色谱柱串连,柱温40℃;流动相为0.1 mol.L-1Tris+0.1 mol.L-1NaCl,pH=7.40,流速0.5 mL.min-1;采用示差折光检测器(Differential refractive index detector,RI),检测器温度为37℃;待测样品浓度为5mg.mL-1,进样量20μL。【结果】本法提纯的稻米支链淀粉:淀粉含量为99.4%、蛋白残余为0.02%、支链淀粉碘复合物最大吸收峰为517 nm,为高纯度支链淀粉。供试大米样品脱分支支链淀粉的平均聚合度(DP)分布在2—120,无杂峰干扰。【结论】试验结果和方法验证表明本方法数据可靠、重复性好、简单易行。

高效体积排阻色谱法测定改性柑橘果胶的分子质量

改性柑橘果胶(MCP)是一种具有抗肿瘤细胞生长、侵袭和转移活性的多糖。由于多糖的分子质量对其活性有很大的影响,因而需要测定其分子质量。选择的色谱条件为:TSKG3000PWXL色谱柱,以50mmol/L醋酸铵缓冲液为流动相,流速为0.5mL/min,柱温为40℃,样品质量浓度为10g/L,进样体积为20μL,示差折光检测器检测。采用Pullulan糖标准品,经校正获得回归方程,通过回归方程计算得到的MCP平均相对分子质量为:Mn为21000,Mp为46000,Mw为43000,Mz为66000。MCP的多分散性指数(PD)为2。该方法具有良好的重现性,而且简便、快速,为MCP的生产工艺、质量控制和组效关系等的研究提供了实用的分析检测手段。

高效液相体积排阻色谱法测定苦木注射液中大分子物质

目的:建立苦木注射液中大分子物质的高效液相体积排阻色谱(HPSEC)检测方法。方法:色谱柱为TSK G2000SWxl凝胶柱(300 mm×7. 8 mm,5μm);以乙腈-0. 08%三氟乙酸水溶液(30∶70)为流动相;体积流量为0. 6 ml·min^(-1);检测波长为214 nm;柱温为30℃;按面积归一化法计算大分子物质的质量分数。结果:相对分子质量在1 638～13 700的物质,其相对分子质量对数-保留时间呈现良好的线性关系(r=0. 998 7);生长抑素、胸腺肽α1、人胰岛素、核糖核酸酶A的平均回收率分别为98. 9%,99. 4%,96. 6%,101. 2%,RSD分别为2. 5%,4. 4%,2. 7%,0. 6%(n=6); 20批苦木注射液均未检出大分子物质。结论:本方法简便易行,结果准确可靠,可作为苦木注射液质量控制方法。

高效凝胶排阻色谱法测定牛血清白蛋白相对分子质量及其分布

建立了一种高效凝胶排阻色谱快速测定牛血清白蛋白的相对分子质量及其分布的方法。使用凝胶色谱仪，TSKgelG3000SWXL型（300mm×7．8mrn）高效凝胶排阻色谱柱，以0．05mol／L磷酸盐缓冲溶液（pH6．8）-0.3mol／L氯化钠溶液为流动相，流速为1mL／min，DAD检测器，检测波长为220nm，选择300-330nm作为参比波长，信号采集时间为15min。测得质控样牛血清白蛋白相对分子质量标准物质峰值相对分子质量的均值为7．160×10^4Da，与参考值的相对误差为7．76％，组间相对标准偏差为0．49％。采用该法对市售牛血清白蛋白样品的相对分子质量分布进行测试，组内相对标准偏差为0．004％-0．014％，组间相对标准偏差为1．89％。该法可以满足一般实验室对牛血清白蛋白样品的分子量分布测定的要求。

高效体积排阻色谱测定氧化甘油三酯聚合物相对分子质量

摘要：通过将油脂的极性组分分离提取后，采用高效体积排阻凝胶色谱技术，以标准相对分子质量的聚苯乙烯为标准对照，对2个精炼餐厨废油脂样品（1个泔水油和1个煎炸老油）的极性组分中氧化甘油三酯二聚物（TGD）、氧化甘油三酯寡聚物（TGO）和氧化甘油三酯（Ox—TG）单体的相对分子质量进行了间接测定，再用三油酸甘油酯标准物质对测定的相对分子质量进行校正，同时考察TGO、TGD与Ox—TG单体的平均相对分子质量（质均）的关系。结果发现：TGD的平均相对分子质量要比Ox—TG单体平均相对分子质量的2倍小80～105，TGO的平均相对分子质量比Ox—TG单体平均相对分子质量的3倍小180—225。

高效凝胶排阻色谱法测定大豆多肽相对分子质量分布及不确定度评估

采用高效凝胶排阻色谱法测定大豆多肽保健品的肽相对分子质量分布。通过优化标准物质的选择和流动相组成比例等测定条件，考察方法的日内和日间精密度。以相对分子质量标准物质制作标准曲线，对大豆多肽中100～1000分子量范围的多肽分布进行了测定，测定结果的扩展不确定度为9.2，测量结果可表示为（63．3±9．2）％。

聚合物共混物的超高效液相色谱-空间排阻色谱在线联用分离与表征

黏合剂和涂料行业中,聚合物共混物表征是分析的难题,分离技术的研究一直备受关注.本文设计并搭建了超高效液相色谱-空间排阻色谱在线联用系统(UHPLC-SEC),采用羟基聚丁二烯(HTPB)考察了二维色谱系统的溶剂兼容性及正交性,以苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)和聚甲基丙烯酸酯(PMMA)共混物研究了二维色谱系统的适用性.结果表明,HTPB分子量及分布的UHPLC-SEC测定结果与SEC测定结果一致,峰尖分子量(M_(p))为3407 Da,重均分子量(M_(w))为6573 Da,分散系数(PDI)为2.36,相对标准偏差(RSD)均小于5.7%,系统的溶剂兼容性和正交性良好.UHPLC-SEC法测得聚合物共混物中PMMA,SBS和SIS的M_(p),M_(w)和PDI与单个聚合物的SEC测定结果的相对误差均小于7.1%.PMMA,SBS和SIS共混物在200℃加热3 h后,PMMA稳定不变,SBS和SIS组分明显降解.UHPLC-SEC在线联用方法对聚合物共混物的表征结果准确、重复性好,为聚合物配方产品的失效分析提供了一种重要且有效的手段.

体积排阻色谱-电感耦合等离子体质谱分析富硒大米含硒蛋白组成

建立体积排阻色谱-电感耦合等离子体质谱(SEC-HPLC-ICP-MS)联用技术分析富硒大米含硒蛋白组成方法。通过水提、盐提、碱提和醇提方法提取,并用丙酮沉淀蛋白,硒的回收率分别为9.6%,16.8%,48.2%和14.9%,纯化后的蛋白结合硒的量由大到小依次为碱溶谷蛋白>球蛋白>醇溶蛋白>清蛋白。蛋白液经SEC-HPLC-ICP-MS检测,通过蛋白色谱峰(λ=280 nm)和ICP-MS硒峰(78Se)对比分析,利用分子量标准曲线测定出4类蛋白中含硒蛋白的分子量。结果表明,富硒大米中清蛋白和醇溶蛋白并不是硒的主要存在蛋白。硒主要存在于>7 kDa的碱溶谷蛋白和球蛋白,其中碱溶含硒蛋白主要组分F1分子量为199.8 kDa。

杜氏盐藻多糖的高效体积排阻色谱的保留特性及其分析方法的研究

通过对从杜氏盐藻中提取出的不同多糖级分在高效体积排阻色谱柱(Waters Ultrahydragel Linear,7.8 mmi.d.×300 mm,2根串联)上的保留特性的考察及其分离分析条件的优化,建立了高效体积排阻色谱分析盐藻多糖平均相对分子质量及其分布的方法。结果表明:流动相中盐的种类及其浓度、pH值对3种酸性多糖级分(特别是硫酸化多糖级分PD4a)的保留行为有显著影响;在柱温为45℃,流速为0.9 mL/min条件下,使用0.1 mol/L的NaAc水溶液作流动相基本上能消除非特异性吸附作用及分子间缔合等因素的干扰,使各多糖级分基本以非缔合状态按立体排除机制保留和分离。在优化的色谱条件下,测得的盐藻多糖5个级分的重均相对分子质量(Mw)分别为1 548 000,33 000,67 000,424 000,10 000;测得的硫酸化多糖级分PD4a的Mw和峰面积的相对标准偏差分别为1.7%和0.88%(n=5)。

离子交换色谱分离海洋胶原肽及其抗氧化活性研究

以工业化生产的海洋鱼皮胶原肽为研究对象,研究了从中分离抗氧化活性肽的方法。分别探索了分子排阻色谱和离子交换色谱直接梯度洗脱以及先等度洗脱,再梯度洗脱3种洗脱方法的分离效果,发现离子交换色谱先等度洗脱,再梯度洗脱分离效果最好,共分成5个洗脱峰。优化出此方法下的最佳洗脱液pH为5.5,最佳上样量为50mg。在优化的分离条件下分离并富集样品,脱盐后测定分离前后抗氧化活性,与原胶原肽相比,3#、4#、5#峰均显示出较强的抗氧化活性,其中3#峰活性最强,提高了10.6倍。这对工业化生产高抗氧化活性肽具有一定参考价值。

过敏物的高效液相排阻色谱测定

采用高效液相排阻色谱对几种过敏物质,树木花粉、寄生虫和猫狗毛萃取物进行分析,测定主要成分的分子量。结果表明,高效液相排阻色谱适合过敏物质的成分分离和分子量测定。

高效凝胶排阻色谱法测定玉竹多糖分子量及其分布

采用高效凝胶排阻色谱法(HPGPC)测定了40份玉竹样品中多糖的分子量与分布,结合性状检查结果,分析了玉竹多糖分子量及其分布的质量控制作用。结果表明,所测样品的高效凝胶排阻色谱图大部分出现3个色谱峰,采用GPC软件计算其重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)及分子量分布指数D。峰1、峰2分子量存在稳定的区间,峰1的 Mw在50000~125000 Da,峰2 Mw在2500~5000 Da;D值均在1.02~1.56。性状不合格样品与合格样品存在差异。玉竹高效凝胶排阻色谱峰的数量和分子量及其分布,可以用于表征玉竹质量状况。