פרוטוקול עבור כימות חלבון בנוזלים ביולוגיים מורכבים באמצעות טכנולוגיית חיסונית אוטומטית-MALDI (iMALDI) מוצג.
מאמר שיטה
פרוטוקול עבור כימות חלבון בנוזלים ביולוגיים מורכבים באמצעות טכנולוגיית חיסונית אוטומטית-MALDI (iMALDI) מוצג.
ספקטרומטר מסה (MS) היא אחת הטכנולוגיות הנפוצות ביותר לכימות תנועת החלבונים בדגימות מורכבים, עם ירידה לפרטים assay מעולה בעקבות זיהוי ישיר היחס בנפח גדול לתשלום של כל מולקולה היעד. עם זאת, פרוטאומיקס מבוססי MS, כמו רוב טכניקות אנליטיות אחרות, יש דעה קדומה כלפי מדידה גבוהה-שפע analytes, אז זה מאתגר כדי להשיג זיהוי גבולות של נמוך ng/mL או pg/mL דוגמאות מורכבות, וזאת הוא הטווח ריכוז עבור רבים חלבונים מחלות רלוונטיות ב biofluids כגון לפלסמה אנושית. כדי לסייע זיהוי analytes נמוך-שפע, חיסונית-העשרה שולב וזמינותו כדי להתרכז ולטהר את analyte לפני המדידה MS, באופן משמעותי לשיפור הרגישות וזמינותו. בעבודה זאת, חיסונית - הטכנולוגיה Matrix-Assisted לייזר Desorption/יינון (iMALDI) הוא הציג כימות של חלבונים ופפטידים biofluids, בהתבסס על חיסונית-העשרה על חרוזים, ואחריו MALDI-MS מדידות ללא • תנאי מוקדמת. נוגדנים אנטי-פפטיד functionalized על beads מגנטי, מודגרות עם דוגמאות. לאחר הרחצה, החרוזים מועברים ישירות לצלחת היעד MALDI, האותות נמדדת על ידי זמן-MALDI של כלי הטיסה (MALDI-TOF) לאחר הפתרון מטריקס הוחלה על החרוזים. הליך הכנת המדגם היא פשוטה יותר לעומת שאר מבחני חיסונית-MS, המדידה MALDI הוא מהיר. הכנת המדגם כולו היא אוטומטית עם נוזל טיפול במערכת, ועם הפארמצבטית assay שיפור תפוקה גבוהה יותר. במאמר זה, וזמינותו iMALDI משמש לקביעת אנגיוטנסין פפטיד של אני (אנג אני) ריכוז בפלסמה, אשר משמש קלינית readout פעילות רנין פלזמה להקרנה של ראשי aldosteronism (פי אי).
ספקטרומטר מסה הפך להיות כלי חיוני ב פרוטאומיקס כמותית. ספקטרומטר מסה יכול לקבוע את ההמונים של חלבונים היעד או פפטידים, לכן אותות analyte שהושג יכול להיות ספציפי מאוד בהשוואה ל- immunoassays. שתי שיטות יינון, ספקטרומטריית electrospray ו- MALDI, משמשים בדרך-כלל זיהוי חלבונים ו פפטידים1,2,3,-4. האתגר העיקרי של חלבון מבוססי MS כימות טמון זיהוי חלבונים נמוכה-שפע בדגימות מורכבים בריכוזים ng/mL או pg/mL בנוכחות גבוהה-שפע חלבונים, והם רבים המועמד חלבון סמנים ביולוגיים נמצאו לפלסמה אנושית במסגרת זו בטווח5. בעיה זו נגרמת בעיקר על ידי טווח דינמי רחב מטבעו והמורכבות של האדם פרוטאום6.
כדי להתגבר על האתגרים הללו זיהוי, פותחו שיטות חיסונית-MS כדי להעשיר את היעד חלבונים או פפטידים מן הפתרונות מדגם על גבי משטח יציב, ואחריו • תנאי של analytes ו- MS מידה7,8 , 9 , 10. דרך חיסונית-העשרה, analytes וגופם מטוהר מדגימות מורכבות, ולכן ההשפעות יון-דיכוי של מולקולות אחרות הן מזעריות. בין תומך מוצקים שונים, beads מגנטי הם כיום בשימוש נרחב ביותר כפי שהם את היתרונות של נוגדנים גבוהים מחייב יכולת וקלות הטיפול. יש beads מגנטי עם functionalizations שונים וגדלים פותחה, ממוסחר לניסויים immunoprecipitation. עד כה, חיסונית-העשרה על חרוזים יש כבר לממשק עם ספקטרומטריית electrospray יינון (ESI) וגם MALDI-MS למדידה חלבון ופפטיד. איזוטופ יציב סטנדרטים, לכידת על-ידי טכנולוגיית נוגדנים אנטי-פפטיד (SISCAPA), חלבונים הדגימות מתעכלים, ואחריו הדגירה עם חרוזים מצופים נוגדן חיסונית-העשרה. ב- SISCAPA "הקלאסי", פפטידים שנתפסו proteotypic eluted של החרוזים, נמדד על ידי נוזלי כרומטוגרפיה-ESI-MS (LC-MS), או על ידי אינפוזיה ישירה ניטור התגובה ESI-מרובה-MS (ESI-MRM-MS)11,12. חיסונית-העשרה שיפור הרגישות assay MRM מאת 3-4 סדרי גודל, להגיע לטווח נמוך ng/mL13.
בהשוואה לספקטרומטריית electrospray-MS, MALDI-MS מהר יותר, אינו כרוך equilibration מחדש של עמודות LC או ניקיון אז אין בעיות דחויים וזיהום, שהופך אותו מתאים יותר תפוקה גבוהה לימודי14. חיסונית-MALDI הטכנולוגיה פותחה במעבדה שלנו לשלב חיסונית-העשרה עם MALDI-MS על כימות רגיש וספציפי של פפטידים וחלבונים (מבוסס על כימות של פפטידים proteotypic)15,16 ,17. לאחר חיסונית-העשרה, החרוזים מופקדים על צלחת היעד MALDI, הפתרון מטריקס מתווסף חרוזים, הצלחת הוא מוכן לניתוח על ידי MALDI-תוף-MS לאחר הייבוש. • תנאי של פפטידים של החרוזים אינה מבוצעת כשלב נפרד, אך זיקה מכורך analytes הם eluted לפי הפתרון מטריקס MALDI כאשר היא מתווספת לנקודות חרוז, ובכך לפשט את הכנת הדוגמא וצמצום מדגם הפסד. IMALDI טכנולוגיה הוחל במגוון יישומים18,19, לאחרונה יש כבר אוטומטי, המשמש למדידת אנגיוטנסין אני (אנג אני) לקביעת פלזמה רנין פעילות (PRA)20. פרוטוקול זה תדגים ההליך המשמש לביצוע וזמינותו של iMALDI אוטומטית. לוקח וזמינותו PRA כדוגמה, הבין-היום CVs של פחות מ-10% הושגו באמצעות אוטומציה, עם יכולת המדידה 744 דוגמאות לכל יום20.
וזמינותו PRA iMALDI הפגינו כתב יד זה אינה דורשת עיכול חלבון, כמו המולקולה היעד (אנג אני) הוא פפטיד עם משקל מולקולרי של 1295.7 Da. מבחני אחרים לעיכול חלבון נחוץ ואיפה פפטיד משמש הפונדקאית חלבון שלם, פפטיד שנבחר עבור iMALDI צריכה להיות ייחודיות וספציפיות כדי החלבון היעד, עם גוש מעל 800 Da אז זה ניתן להבדיל בקלות בין c רעש hemical מהפתרון מטריקס MALDI. נוגדנים אנטי-פפטיד נדרשים עבור חיסונית-ההעשרה של פפטידים. הפרוטוקול עבור assay iMALDI מדידת PRA כוללת ארבעה שלבים: 1) דור של אנג לי בפלסמה אנושית; 2) חיסונית-העשרה של אנג לי באמצעות חרוזים מצופים נוגדן; 3) העברה של חרוזים MALDI המטרה צלחת, הוספת מטריקס פתרון; . ו-4) אות רכישה על-ידי MALDI-תוף-MS ונתונים ניתוח20.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כמויות ריאגנטים המתוארים להלן מבוססות על המידה של 20 דגימות פלסמה החולה. הפרוטוקול שיובאו להלן להלן ההנחיות של האוניברסיטה של ויקטוריה ' ועדת האתיקה האנושית מחקר s.
1. דור של אנג לי בפלסמה אנושית
2. חיסונית-העשרה של אנג לי חרוזים מצופים נוגדן באמצעות
3. העברה של חרוזים על גבי MALDI המטרה צלחת עם הוספת מטריקס פתרון
4. אות רכישה על-ידי MALDI-תוף-MS ניתוח נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שגרת iMALDI אוטומטיים למדידת אנג אני מוצג באיור1. פפטידים היעד (פפטידים אנדוגני או פפטידים של חלבונים מתעכל) מועשרים בפפטיד אנטי beads מגנטי ולאחר מכן החרוזים מועברים צלחת היעד למדידה MALDI. כל התהליך היא פשוטה יותר לעומת טכנולוגיות אחרות חיסונית-MS דורשים צעדים • תנאי פפטיד נוספים. אוטומציה של וזמינותו iMALDI מאפשר תפוקה גבוהה ניתוח של מספר רב של דוגמאות עם מקדם הבין-היום וריאציה (CV) להלן 10% 20. נציג ספקטרה התקבלו ע י מדידת אנג אני ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לעומת חלבון מבוססי MS קונבנציונאלי כמת, iMALDI משתמש נוגדנים כדי לטהר אותם מדגימות מורכבות, ולכן כך שניתן לכמת חלבונים או פפטידים בריכוזים נמוכים ולהעשיר את analytes. שלב קריטי בפרוטוקול iMALDI הוא חיסונית-ההעשרה של פפטידים היעד. למטרה זו, יש לבחור נוגדנים עם ירידה לפרטים גבוה ואהדה. ב- SISCAPA, דווח כי הזיקות נוגדן-10-9 מ' או יותר יהיה צורך להשיג רגישות גבוהה נמוך ng/mL21. בנוסף, חרוזים עם נוגדנים גבוהים מחייב קיבולת עדיפים העשרה אופטימלית.
חשוב גם ליצור ספק...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
C.H.B מחזיק את הפטנט על טכנולוגיית iMALDI.
אנו מודים סיוע כספי מן הגנום קנדה של הגנום קולומביה הבריטית עבור פעולות (204PRO), פיתוח טכנולוגיות (214PRO) דרך רשת חידושים הגנום (ג'ין). אנו מודים פלטפורמת גילוי סמים במכון המחקר של מרכז הבריאות באוניברסיטת מקגיל לשימוש של המכשיר MALDI-TOF לצלם. מרגשת היא אסירת תודה על התמיכה של מלגת פוסט-דוקטורט מן המדע הלאומית להנדסה מחקר המועצה של קנדה (NSERC). C.H.B הוא אסיר תודה על התמיכה של הקרן הקרן החדשנית (ליף). C.H.B. הוא אסיר תודה על התמיכה היו ר סגל אוניברסיטת מקגיל אונקולוגיה מולקולרית באוניברסיטת מקגיל (מונטריאול, קוויבק, קנדה). M.X.C., C.H.B. אסירי תודה על תמיכה מ את וורן י' סופר (מתורגם) צדקה אמון, הקרן המשפחתית על סגל אלווין לבית החולים הכללי היהודי (מונטריאול, קוויבק, קנדה).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| בקרה בריאה של פלזמה אנושית | HMPLEDTA2 | ביו-רקבונט | |
| אמוניום ביקרבונט | סיגמא אולדריץ' | 09830 | |
| אמוניום ציטראט דו-בסיסי | סיגמא אולדריץ' | 09833 | |
| CHAPS (>=98%) | סיגמא אולדריץ' | C9426 | |
| אלבומין מחלבון ביצת עוף (>98%) | סיגמא אולדריץ' | A5503 | |
| Ethylenediaminetetraacetic acid | Sigma Aldrich | EDS | |
| Alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid | Sigma Aldrich | 70990 | |
| Phosphate buffered מלח | Sigma Aldrich | P4417 | |
| Phenylmethanesulfonyl fluoride | Sigma Aldrich | 78830 | |
| Trifluoroacetic | acid Thermo Fisher Scientific | 85172 | LC-MS grade |
| אצטוניטריל | פלוקה | 34967 | LC-MS |
| כיתה מים | פלוקה | 39253 | LC-MS |
| כיתה חומצה אצטית | פלוקה | 320099 | LC-MS כיתה |
| טריס (הידרוקסימתיל) אמינומתאן | רוש אבחון | 3118169001 | |
| Dynabeads חלבון G חרוזים מגנטיים | תרמו פישר מדעי | 10003D | 2.8 μ m, 30 מ"ג/מ"ל |
| אנטי-Ang I נוגדן רב-שבטי עז | סנטה קרוז ביוטכנולוגיה | sc-7419 | |
| Nat ו-SIS Ang I | מסונתז באוניברסיטת ויקטוריה-גנום BC מרכז | ||
| מערכת אוטומטית לטיפול בנוזלים | Agilent | 16050-102 | תחנת עבודה רובוטית Agilent Bravo |
| מגנט | Thermo Fisher Scientific | 12321D | Invitrogen DynaMag-2 |
| מגנט צינור מסובב | Theromo Scientific | 400110Q | Labquake צינור מסובב |
| מגנט | Thermo Fisher Scientific | 12027 | DynaMag-96 מגנט חצאית צד |
| מגנט | VP Scientific | 771RM-1 | המשמש למשיכת החרוזים לתחתית הבאר |
| מכשיר MALDI-TOF | Bruker Bruker | Microflex LRF |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה