3-Nitrotyrosine 대기 환경을 통해 고성능 액체 착 색 인쇄기-전기 화학 검출기 시스템에서의 탐지
2019년 1월 30일
우리는 6 mm 직경 라운드-고성능 액체 크로마토그래피-전기 화학 검출기 (HPLC-ECD)를 사용 하 여 공기 샘플러 prefilters에서 잘라와 대기 단백질의 화학 수정 3-nitrotyrosine를 검색 하는 방법을 제시.
이 방법은 니트라피린과 3 니트로티로신에 대한 환경 연구의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 공기 샘플 필터에서 3 니트로티로신을 검출하는 독특하고 매우 민감한 방법입니다. 7미크론 미만의 총 부유 입자 또는 미립자 물질을 수집하기 위해 먼저 바인더 3 석영 필터의 무게를 측정하고 대량 공기 샘플러에 고정합니다. PM7을 수집하거나 수집된 총 일시 중단 된 입자에 대해 필터를 덮으십시오. 공기 샘플러를 분당 1,000리터로 7일 동안 지속적으로 실행합니다. 사전 필터를 크기 분류 장치에 로드하고 저용량 공기 샘플러에 크기 분류 장치 및 백업 필터를 설치합니다. 7일 동안 분당 116개의 쓰레기에서 공기 샘플러를 실행하여 백업 필터에서 PM2.5를 수집합니다. 샘플링이 완료되면 총 유량 볼륨을 기록합니다. 필터의 무게를 측정하고 수집된 파티클의 무게를 계산합니다. 필터를 비닐 봉지에 밀봉하여 섭씨 30도에 보관하십시오.Next는 6X 비특이적 프로테아제 칵테일과 아세테이트 버퍼 500마이크로리터를 준비하고 5000달톤의 분자량 차단으로 달라시스 멤브레인에 놓습니다. 채워진 멤브레인을 아세테이트 완충제의 1L에 담그고 24~36시간 동안 섭씨 4도에서 저어주며, 12시간마다 완충제를 교체하여 인인성 3-니트로티로신과 질산염을 제거합니다.그런 다음 투석 된 프로테아제용의 단백질 농도를 아빅콘시닌산 단백질 분석으로 측정합니다. 그 후 냉동실에서 필터를 제거하고 가방에 밀봉하면서 실온으로 따뜻하게 할 수 있습니다. 그런 다음 필터의 미립자 커버 영역에서 최대 5 6 밀리미터 너비의 원을 펀치하고 1.5 밀리리터 마이크로 원심 분리 튜브에 원을 배치합니다. 50을 포함하는 아세테이트 버퍼 300마이크로리터 준비
개요
본 논문은 공기 시료 채취기의 프리필터를 사용하여 대기 중 단백질의 3-nitrotyrosine 수정을 검출하는 고감도 방법을 제시합니다. 이 기술은 수집된 시료를 분석하기 위해 전기화학 검출기가 장착된 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC-ECD)를 활용합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 환경 연구
- 분석 화학
- 대기 과학
배경
- 3-nitrotyrosine은 산화 스트레스 및 환경 오염 물질의 마커입니다.
- 이러한 수식(modification)을 검출함으로써 대기 질과 건강에 미치는 영향에 대한 통찰을 얻을 수 있습니다.
- 현재의 방법들은 대기 시료에 대한 민감도나 특이성이 부족할 수 있습니다.
- 본 연구는 보다 정밀한 환경 모니터링을 위해 검출 기술을 개선하는 것을 목표로 합니다.
연구 목적
- 공기 시료 내 3-nitrotyrosine을 검출하기 위한 고감도 분석법을 개발한다.
- 대기 중 단백질 변형에 대한 이해를 증진한다.
- Nitrapyrin과 같은 오염 물질에 관한 환경 연구에 기여한다.
사용된 방법
- 대용량 공기 시료 채집기를 이용한 공기 시료 수집.
- 입자상 물질 포집을 위한 쿼츠 필터 사용.
- 방해 물질 제거를 위한 시료 투석.
- BCA(bicinchoninic acid) 분석법을 이용한 단백질 농도 측정.
주요 결과
- 본 방법은 높은 민감도로 3-nitrotyrosine을 성공적으로 검출합니다.
- 결과는 대기 시료 내에 상당 수준의 3-nitrotyrosine이 존재함을 나타냅니다.
- 해당 기술은 환경 모니터링에 있어 재현성과 신뢰성이 높습니다.
- 본 연구 결과는 대기 오염 물질의 영향에 대한 추가 조사를 뒷받침합니다.
결론
- 이 방법은 환경 연구자들에게 유용한 도구를 제공합니다.
- 이는 공기 질이 건강에 미치는 영향을 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다.
- 향후 연구에서는 3-nitrotyrosine 검출의 함의에 대해 더 자세히 다룰 수 있을 것입니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
본 방법은 대기 중 입자상 물질 내에서 산화적 단백질 손상의 바이오마커인 3-nitrotyrosine을 민감하게 검출할 수 있게 합니다. 이는 공기 질을 염증 및 알레르기 유발 가능성의 분자 바이오마커와 연결함으로써 환경 보건 연구를 지원합니다. 이 분석법은 폐 및 면역독성학 연구에서 기전적 위험 제거(de-risking)에 유용한 정량적 데이터를 제공합니다.
바이오제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 과학적 가치: 바이오 에어로졸에 노출된 모델에서 산화 스트레스 경로의 조사를 가능하게 합니다.
- 운영적 가치: 복잡한 환경 혼합물 내 단백질 니트로화에 대한 바이오마커 판독 값을 제공합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 과학적 가치: pg/m3 감도로 3-NT의 정량적인 HPLC-ECD 기반 측정을 제공합니다.
- 운영적 가치: 재현 가능한 시료 준비를 위해 표준화된 필터 펀치와 프로테아제 소화를 사용합니다.
중개 및 전임상 연구
- 과학적 가치: 주변 PM 노출과 폐 관련 모델에서 검출 가능한 단백질 변형 간의 연관성을 제시합니다.
- 운용적 가치: 입자 크기 분획에 따른 산화 부하의 연구 간 비교를 지원합니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
이 방법은 환경적 유발 요인이 호흡기 또는 면역 경로와 기전적 관련성이 있는지 평가하는 초기 발견 워크플로우에 적합합니다.
- 발견 생물학: 폐 조직 모델에서 오존 및 NO2로 유도되는 단백질 니트로화에 관한 가설 검증을 지원합니다.
- 스크리닝: 바이오마커 스크리닝을 위해 PM2.5 수집 필터로부터 분석 가능한 샘플을 확보할 수 있게 합니다.
- 분석학: 특정 3-NT 정량을 위해 크로마토그래피 분리 및 전기화학적 검출을 제공합니다.
- 중개 연구: 대기 노출 데이터와 산화 스트레스 경로의 분자 개시 사건을 연결합니다.
- 기업적 재사용: HPLC-ECD 플랫폼은 환경 샘플 내의 다른 번역 후 변형 분석에 맞게 조정하여 사용할 수 있습니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 바이오마커로 뒷받침되는 대기 오염 물질과 단백질 손상 사이의 인과 관계를 통해 메커니즘적 위험을 제거함.
- 운영적 가치: 높은 민감도(1.13 pg/m3)를 통해 저농도 환경 시료에서의 검출이 가능함.
- 전략적 가치: 복합 혼합물 내의 특정 산화적 변형을 정량화함으로써 위험 평가에 정보를 제공함.
- 포트폴리오 영향: 오염 관련 호흡기 질환을 표적으로 하는 프로그램의 진행/중단 결정(go/no-go decisions)을 지원함.
구현 시 고려 사항
- 단백질 가수분해, 투석 및 HPLC-ECD 조작에 관한 전문 지식.
- 소용량 공기 시료 채집기, 입경 분류기 및 프로테아제 소화 시스템 활용 가능 여부.
- 필터 펀치 크기, 완충액 조건 및 투석 시간의 표준화.
- 다양한 미세먼지 크기와 단백질 부하량에 따른 적응 고려 사항.
- 실질적 제한 사항: 연장 투석을 통해 내인성 3-NT 및 아질산염 제거가 필요함.
바이오제약 FAQ
Chapters in this video
0:04
Title
0:28
Collection and Hydrolysis of Proteins in Particulate Matter (PM)
3:59
Determination of 3-Nitrotyrosine (3-NT) Content via a High-Performance Liquid Chromatography and Electrochemical Detection (HPLC-ECD) System
6:06
Results: Detection of 3-NT in PM2.5, PM7, and Total Suspended Particle (TSP) Samples Using HPLC-ECD
7:19
Conclusion
