Articolo metodologico

Cromatografia ad esclusione dimensionale con diffusione della luce multi-angolo per oligomeri proteici

8 luglio 2025

In questo articolo

Abstract

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Fonte: Some, D. et al., Caratterizzazione delle proteine mediante cromatografia ad esclusione dimensionale accoppiata a diffusione di luce multi-angolo (SEC-MALS). J. Vis. Exp. (2019).

Questo video descrive SEC-MALS, che sfrutta le capacità della cromatografia ad esclusione dimensionale (SEC) e della diffusione della luce multi-angolo (MALS). In SEC-MALS, il SEC separa le proteine o i complessi proteici in base alle loro dimensioni e il rivelatore MALS determina il peso molecolare medio misurando l'intensità della luce diffusa dalla molecola a diverse angolazioni.

Protocollo

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1. Preparazione del sistema

  1. Collegare i rivelatori MALS e dRI a valle del rivelatore UV dell'FPLC. Bypassano i rivelatori di pH e conducibilità poiché aggiungeranno un volume significativo tra i rivelatori UV e MALS. Utilizzare un tubo capillare di 0,25 mm di diametro interno dalla colonna a e tra i rivelatori e un tubo capillare di 0,75 mm di diametro interno all'uscita dei rivelatori al raccoglitore di rifiuti o di frazioni.
  2. Assicurarsi che siano state stabilite le connessioni di segnale necessarie tra l'FPLC e i rivelatori, compresa l'uscita analogica dal rivelatore UV all'ingresso analogico MALS e l'uscita digitale dall'FPLC all'iniezione automatica MALS, tramite la scatola I/O dell'FPLC.
  3. Installare una colonna SEC analitica adatta che copra un intervallo di frazionamento compreso tra almeno 20 kDa e 500 kDa. Controllare le informazioni sul prodotto per determinare se la colonna è adatta all'intervallo di MW, pH e altre proprietà del campione e della fase mobile.

2. Preparazione del buffer, lavaggio del sistema durante la notte e controllo della pulizia

  1. Utilizzando reagenti di grado HPLC, preparare 1 L di soluzione salina tamponata con fosfato con 50-100 mM di NaCl. Filtrare il tampone a 0,1 μm utilizzando un filtro in polietere sulfone o simile. Filtrare i primi 50-100 ml di tampone in un flacone di scarto e gettarlo, al fine di eliminare il particolato dai filtri asciutti, quindi filtrare il resto in un flacone pulito e sterile che è stato lavato accuratamente con acqua filtrata e deionizzata e tappato per evitare l'ingresso di polvere><. nota: Altri solventi in fase mobile, come un tampone Tris, possono essere utilizzati se si devono analizzare proteine aggiuntive che sono preferenzialmente disciolte in tali solventi.
  2. Sciacquare per una notte a una velocità di flusso di 0,5 ml/min, o come altrimenti raccomandato dal produttore della colonna, per equilibrare la colonna nel tampone e rimuovere il particolato. Utilizzare la modalità di flusso continuo dell'FPLC e assicurarsi che il flusso non si interrompa fino al completamento di tutte le esecuzioni SEC-MALS.
    1. Posizionare la cella di flusso dRI in modalità Purge durante il lavaggio notturno. Disattivare lo spurgo prima di iniziare le esecuzioni dei campioni.
    2. Quando si inizia il lavaggio, aumentare gradualmente la portata per evitare l'effetto di "distacco della colonna" (o rilascio di particelle) causato da un improvviso cambiamento di pressione nella colonna.
    3. Se il sistema è noto per essere abbastanza stabile e privo di particelle, e in equilibrio con la fase mobile desiderata, sostituire il lavaggio notturno con uno più breve, 2-3 ore.
  3. Verificare la pulizia del sistema picchiettando leggermente il tubo a valle della colonna per rilasciare le particelle accumulate e osservando il segnale nel rivelatore a 90° sul display del pannello frontale dello strumento MALS. Verificare che il rumore picco-picco non sia superiore a 50 -100 μV.
  4. Eseguire un'iniezione "in bianco" per verificare che l'iniettore sia pulito da particelle. Un "bianco" è semplicemente il tampone in esecuzione, preparato in una fiala fresca e sterile.
    1. Se il picco delle particelle non supera 1 mL in volume e non supera i 5 mV al di sopra del basale, il sistema è pronto per i campioni. In caso contrario, eseguire ulteriori iniezioni in bianco fino a quando non sono pulite o eseguire la manutenzione per pulire l'iniettore.

3. Preparazione e caricamento del campione

  1. Preparare almeno 200 μL di BSA a 1-2 mg/mL nel tampone SEC.
    nota: Per evitare precipitazioni, la BSA non deve mai essere sciolta in acqua pura.
  2. Filtrare la proteina a 0,02 μm utilizzando un filtro a punta di siringa.
  3. Scartare le prime gocce di filtrato per eliminare le particelle dai filtri a secco.
  4. In alternativa, centrifugare il campione a 10.000 x g per 15 minuti per consentire la precipitazione di aggregati non solubili e altre particelle di grandi dimensioni.
  5. Iniettare 100 μl della soluzione BSA nell'ansa.
    nota: Questa è la quantità raccomandata di materiale e può essere iniettata più o meno a seconda delle circostanze del campione, come la stabilità o la disponibilità. La quantità di proteine richiesta per iniezione varia inversamente con il peso molecolare necessaria il doppio della massa proteica se il peso molecolare è di 33 kDa o la metà di quello della BSA.

4. Preparazione del software MALS

  1. Apri nuovo | Sperimenta da Metodo nel menu del software MALS e seleziona il metodo online dalla cartella dei metodi del sistema Light Scattering. Se è presente un rilevatore DLS, selezionare il metodo Online dal menu Light Scattering | Con cartella QELS.
  2. Nella sezione Configurazione, impostare i parametri della fase campione e mobile.
    1. Nella vista Pompa generica, impostare la portata su quella utilizzata nell'FPLC.
    2. Nella visualizzazione Pompa generica, ramo solvente, campo Nome, selezionare PBS.
    3. Nella vista Iniettore, ramo Campione, immettere il nome come BSA e impostare dn/dc = 0,185 (il valore standard per le proteine non modificate), A2 = 0 e coefficiente di estinzione UV = 0,667 mL/(mg-cm).
      nota: Per altre proteine, il coefficiente di estinzione UV280 nm può essere trovato in letteratura o calcolato dalla sua sequenza utilizzando vari strumenti software di pubblico dominio.
  3. Nella sezione Procedure, vista Raccolta di base, selezionare la casella di controllo Trigger on Autoinject (Attiva su iniezione automatica) e impostare la durata dell'esecuzione su 70 min in modo che i dati vengano raccolti per l'intera eluizione fino al raggiungimento del volume totale di permeazione della colonna SEC.
    nota: Il tempo necessario può variare a seconda della colonna e della portata: per una colonna HPLC-SEC standard da 7,8 mm x 300 mm a 0,5 mL/min sono necessari 35 minuti di raccolta.
  4. Avviare l'esperimento nel software MALS facendo clic sul pulsante Esegui. Inizierà a leggere i dati dopo aver ricevuto il segnale a impulsi dallo strumento FPLC tramite il rilevatore MALS.
  5. Azzerare il segnale dRI facendo clic sul pulsante Autozero sul pannello frontale dello strumento.

5. Preparazione del software FPLC

  1. Inserire il nome della proteina e l'esecuzione nel software FPLC, in Manuale | Esecuzione di istruzioni manuali | Imposta il segno.
  2. Commutare la valvola di iniezione da Carico manuale a Iniezione in Percorso flusso | Valvola di iniezione.
  3. Includere un segnale a impulsi inserendo un impulso di 0,5 s sotto la scatola I/O | Uscita digitale a impulsi. In questo modo verrà attivata la raccolta dei dati nel software MALS.

6. Inietta il campione nel ciclo. Fare clic su Esegui nel software FPLC per avviare l'esecuzione dell'esperimento.

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Dichiarazioni

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Nessun conflitto di interessi dichiarato.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
AKTA puroGE SanitàCodice 29-0182-26Cromatografo liquido a proteine veloci (FPLC)
AKTA UNICORNOGE SanitàSoftware di controllo FPLC
AstraTecnologia WyattSoftware di acquisizione e analisi dati MALS
Albumina sierica bovina (purezza>97%)sigmaE 1900Analita
ALBA o miniALBATecnologia WyattWH2 o WTREOSWH2 o WTREOS
Aumento 200 10/300GE SanitàColonna di esclusione dimensionale, 200 Å pori, diametro interno 10 mm, lunghezza 300 mm
OptiLabTecnologia WyattWTREXRivelatore dell'indice di rifrazione differenziale (RI)
Cloruro di sodio NaClsigmaCodice 71382NaCl di grado HPLC
Filtro per flaconi Stericup polietere sulfone 0,1 μm 1000 mLMilliporeMilliporeFiltro di fase mobile
Filtro per siringa Whatman Anotop 10 0,02 μmGE Sanità6809-1002Filtro di esempio
Filtro per siringa Whatman Anotop 10, poro 0,1 μm, diametro G 10 mmGE Sanità6809-1012Filtro di esempio
Filtro per siringa Whatman Anotop 25 0,1 μmGE Sanità6809-2012Filtro di fase mobile
WyattQELSTecnologia WyattWIQRivelatore dinamico a diffusione della luce

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