Artigo de método

Cromatografia de exclusão de tamanho com espalhamento de luz multiangular para oligômeros de proteínas

8 de julho de 2025

Neste artigo

Resumo

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Fonte: Alguns, D. et al., Caracterização de proteínas por cromatografia de exclusão de tamanho acoplada a espalhamento de luz multiangular (SEC-MALS). J. VIS. EXP. (2019).

Este vídeo descreve o SEC-MALS, que aproveita as habilidades da cromatografia de exclusão de tamanho (SEC) e do espalhamento de luz multiangular (MALS). No SEC-MALS, o SEC separa proteínas ou complexos de proteínas com base em seu tamanho, e o detector MALS determina o peso molecular médio medindo a intensidade da luz espalhada pela molécula em diferentes ângulos.

Protocolo

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1. Preparação do sistema

  1. Conecte os detectores MALS e dRI a jusante do detector UV do FPLC. Ignore os detectores de pH e condutividade, pois eles adicionarão um volume significativo entre os detectores UV e MALS. Use tubos capilares de 0,25 mm de diâmetro interno da coluna para e entre os detectores e tubos capilares de 0,75 mm de diâmetro interno na saída dos detectores para o coletor de resíduos ou frações.
  2. Certifique-se de que as conexões de sinal necessárias entre o FPLC e os detectores tenham sido estabelecidas, incluindo saída analógica do detector de UV para a entrada analógica MALS e saída digital do FPLC para a injeção automática MALS, por meio da caixa de E/S do FPLC.
  3. Instale uma coluna SEC analítica adequada cobrindo uma faixa de fracionamento de pelo menos 20 kDa a 500 kDa. Verifique as informações do produto para determinar se a coluna é adequada para a faixa de MW, pH e outras propriedades da amostra e da fase móvel.

2. Preparação do buffer, lavagem do sistema durante a noite e verificação da limpeza

  1. Usando reagentes de grau HPLC, prepare 1 L de solução salina tamponada com fosfato com 50-100 mM de NaCl. Filtrar o tampão a 0,1 μm utilizando um filtro de poliéter-sulfona ou similar. Filtre os primeiros 50-100 mL de tampão para um frasco de resíduos e descarte, a fim de eliminar partículas dos filtros secos e, em seguida, filtre o restante para um frasco limpo e estéril que tenha sido cuidadosamente lavado com água filtrada e desionizada e tampado para evitar a entrada de poeira.
    nota: Outros solventes de fase móvel, como um tampão Tris, podem ser usados se proteínas adicionais que são preferencialmente dissolvidas nesses solventes forem analisadas.
  2. Lave durante a noite a uma taxa de fluxo de 0.5 mL / min, ou conforme recomendado pelo fabricante da coluna, para equilibrar a coluna no buffer e remover partículas. Use o modo de fluxo contínuo do FPLC e certifique-se de que o fluxo não pare até que todas as execuções SEC-MALS sejam concluídas.
    1. Coloque a célula de fluxo dRI no modo de purga durante a descarga noturna. Desligue a limpeza antes de iniciar as execuções de amostra.
    2. Ao iniciar a descarga, aumente gradualmente a vazão para evitar o efeito de "derramamento da coluna" (ou liberação de partículas) causado por uma mudança repentina de pressão na coluna.
    3. Se o sistema for conhecido por ser bastante estável e livre de partículas, e em equilíbrio com a fase móvel desejada, substitua a descarga noturna por uma descarga mais curta, de 2 a 3 horas.
  3. Verifique a limpeza do sistema batendo levemente na tubulação a jusante da coluna para liberar as partículas acumuladas e observando o sinal no detector de 90° no visor do painel frontal do instrumento MALS. Verifique se o ruído pico a pico não é superior a 50 -100 μV.
  4. Execute uma injeção 'em branco' para verificar se o injetor está livre de partículas. Um 'branco' é simplesmente o tampão de corrida, preparado em um frasco fresco e estéril.
    1. Se o pico de partículas não for superior a 1 mL em volume e não superior a 5 mV acima da linha de base, o sistema estará pronto para amostras. Caso contrário, execute injeções adicionais em branco até ficar limpo ou faça manutenção para limpar o injetor.

3. Preparando e carregando a amostra

  1. Prepare pelo menos 200 μL de BSA a 1-2 mg/mL no tampão SEC.
    nota: Para evitar a precipitação, o BSA nunca deve ser dissolvido em água pura.
  2. Filtrar a proteína a 0,02 μm utilizando um filtro de ponta de seringa.
  3. Descarte as primeiras gotas de filtrado para eliminar as partículas dos filtros secos.
  4. Alternativamente, centrifugue a amostra a 10.000 x g por 15 min para permitir a precipitação de agregados não solúveis e outras partículas grandes.
  5. Injete 100 μL da solução de BSA no loop.
    nota: Esta é a quantidade recomendada de material, podendo ser injectada mais ou menos de acordo com as circunstâncias da amostra, tais como estabilidade ou disponibilidade. A quantidade de proteína necessária por injeção varia inversamente com o peso molecular, duas vezes mais massa de proteína é necessária se o peso molecular for 33 kDa ou metade do BSA.

4. Preparação do software MALS

  1. Abrir Novo | Experimente a partir do método no menu do software MALS e selecione o método on-line na pasta de métodos do sistema de dispersão de luz. Se um detector DLS estiver presente, selecione o método Online na caixa de diálogo Dispersão de luz | Com pasta QELS.
  2. Na seção Configuração, defina os parâmetros da amostra e da fase móvel.
    1. Na visualização Bomba genérica, defina a taxa de fluxo para a usada no FPLC.
    2. Na exibição Bomba genérica, ramificação de solvente, campo Nome, selecione PBS.
    3. Na visualização Injetor, Ramificação de amostra, insira o Nome como BSA e defina dn/dc = 0,185 (o valor padrão para proteínas não modificadas), A2 = 0 e coeficiente de extinção UV = 0,667 mL/(mg-cm).
      nota: Para outras proteínas, o coeficiente de extinção UV280 nm pode ser encontrado na literatura ou calculado a partir de sua sequência usando várias ferramentas de software de domínio público.
  3. Na seção Procedimentos, visualização Coleta Básica, marque a caixa de seleção Disparar na Injeção Automática e defina a duração da execução como 70 min para que os dados sejam coletados para toda a eluição até que o volume total de permeação da coluna SEC seja atingido.
    nota: A quantidade de tempo necessária pode variar com a coluna e a taxa de fluxo - 35 min da coleta são necessários para uma coluna HPLC-SEC padrão de 7,8 mm x 300 mm a 0,5 mL/min.
  4. Inicie o experimento no software MALS clicando no botão Executar. Ele começará a ler os dados após receber o sinal de pulso do instrumento FPLC através do detector MALS.
  5. Zero o sinal dRI clicando no botão Autozero no painel frontal do instrumento.

5. Preparação do software FPLC

  1. Insira o nome da proteína e a corrida no software FPLC, em Manual | Executar instruções manuais | Marca definida.
  2. Mude a válvula injetora de Carga manual para Injetar no caminho do fluxo | Válvula de injeção.
  3. Inclua um sinal de pulso inserindo um pulso de 0,5 s sob a caixa de E/S | Saída digital de pulso. Isso acionará a coleta de dados no software MALS.

6. Injete a amostra no loop. Clique em Executar no software FPLC para iniciar a execução do experimento.

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Divulgações

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Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
AKTA puroGE Saúde29-0182-26Cromatógrafo Líquido de Proteína Rápida (FPLC)
AKTA UNICÓRNIOGE SaúdeSoftware de controle FPLC
AstraTecnologia WyattSoftware de aquisição e análise de dados MALS
Albumina de soro bovino (pureza>97%)sigmaA1900Analito
AMANHECER ou miniAMANHECERTecnologia WyattWH2 ou WTREOSWH2 ou WTREOS
Aumento de 200 10/300GE SaúdeColuna de exclusão de tamanho, poros de 200 Å, 10 mm de diâmetro interno, comprimento de 300 mm
OptiLabTecnologia WyattWTREXDetector de índice de refração diferencial (RI)
Cloreto de sódio NaClsigmaRolamento 71382NaCl de grau HPLC
Filtro superior de frasco Stericup poliéter sulfona 0,1 μm 1000 mLMilliporeMilliporeFiltro de fase móvel
Filtro de seringa Whatman Anotop 10 0,02 μmGE SaúdeNº 6809-1002Filtro de amostra
Filtro de ponta de seringa Whatman Anotop 10, poro de 0,1 μm, diâmetro G de 10 mmGE SaúdeNº 6809-1012Filtro de amostra
Filtro de seringa Whatman Anotop 25 0,1 μmGE SaúdeRolamento 6809-2012Filtro de fase móvel
WyattQELSTecnologia WyattWIQDetector dinâmico de espalhamento de luz

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Etiquetas

An lise de SEC MALSDetermina o de Massa MolecularPrepara o de Tamp oEquilibra o da ColunaInje o de AmostraDetec o por Espalhamento de LuzVerifica o de Limpeza do Sistema

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