生物质谱

摘要： 2022年是《分析测试学报》创刊40周年。值此不惑之年,《学报》开展了40周年刊庆系列专辑组稿活动。生物医学分析是通过运用生物学、医学及分析化学的手段,从微观到宏观研究生命系统的状态变化,采用诸如生物质谱进行蛋白质组学、代谢组学等生物大分子、小分子物质分析,生物成像研究细胞器的正常及病理形态的超微结构分析。

摘要： 基于聚合物的蛋白质C端反向富集策略是用于研究蛋白质C端最为广泛的策略之一。目前,基于胰蛋白酶(trypsin)切割精氨酸残基C端(ArgC型酶切)的蛋白C端组学方法对蛋白质C端的鉴定深度仍有待提高。为解决这一问题,该研究对此方法进行了优化和评估:建立了基于“V型”过滤装置的“一锅法”富集流程,避免了副反应的干扰,缩短了样本的制备时间;优化了蛋白水平乙酰化反应条件,最大限度地降低了丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸残基上的副反应,提高了肽段鉴定的可信性;优化了基于固相萃取枪头膜片过滤柱(StageTip柱)的样品分离过程,使C端肽段的鉴定深度增加至原来的4倍。通过以上优化,按照肽段水平错误发现率(FDR)<0.01、离子分数(ion score)≥20,且C端带有乙醇胺修饰的数据筛选标准,从人HEK 293T细胞中共鉴定出696个蛋白质C端。若仅要求肽段水平FDR<0.01,鉴定数目进一步增加到933个,这是基于聚合物富集策略的蛋白质C端组学方法所得的最大数据集之一。探索了胰蛋白酶镜像酶(LysargiNase)切割精氨酸残基N端(ArgN型酶切)与不同肽段N端衍生化修饰组合对蛋白质C端鉴定数目和种类的影响,“LysargiNase酶切+肽段N端乙酰化”新策略在原有“胰蛋白酶酶切+肽段N端二甲基化”策略的基础上将鉴定蛋白质C端的种类提升了47%。综上,该研究通过对基于Arg型酶切的蛋白C端组学方法的优化,提升了C端肽段的鉴定深度,扩大了C端肽段鉴定的覆盖范围。该方法将有望成为系统性表征蛋白质C端的有力工具。

摘要： 目的 鉴定鹿角与鹿茸蛋白质。方法 通过SDS-PAGE、2-DE分析鹿角与鹿茸蛋白质组成,比较两者电泳图谱,找出各自稳定的蛋白质条带或斑点及其差异。将两者SDS-PAGE蛋白质条带以胰蛋白酶进行胶内消化后,采用MALDI-TOF/TOF质谱分析,通过MASCOT检索匹配以鉴定蛋白质。结果 在SDS-PAGE图谱中,鹿角在约75、66.2 kD处呈现出2个清晰的蛋白质条带,而鹿茸则在约75、61、45、20 kD处呈出现4个蛋白质条带;2-DE分析显示,鹿角蛋白质斑点集中于Ⅰ区(pH5~7,M_(w) 45 kD)以及Ⅱ区(pH10,M_(w) 66.2 kD);鹿茸蛋白质斑点则主要分布在Ⅲ区(pH5~7,M_(w) 45 kD),另外,在pH5~6和M_(w) 20 kD的区域内存在3个稳定出现的蛋白质斑点。通过生物质谱分析,分别从鹿角与鹿茸中鉴定出2、4个蛋白质,评分高于100。结论 鹿角与鹿茸蛋白质电泳图谱存在明显差异,可为两者鉴别提供科学依据。

摘要： 蛋白质的N-糖基化是真核细胞中一种重要的翻译后修饰,N-糖基化修饰在调控细胞黏附、迁移、信号转导及细胞凋亡等方面扮演着关键角色.蛋白质糖基化修饰的异常变化与多种重要疾病的发生相关.尿液具有蛋白质组复杂程度低和非入侵性等特点,适合大量及连续多时间点采样研究.但由于个体差异和生理条件的影响,尿蛋白丰度的生理波动较大.目前缺乏对健康人群尿液N-糖蛋白的个体差异和生理波动的专门性研究,以及生理丰度范围的构建,难以将个体差异、正常生理波动和疾病导致的变化进行有效区分,对疾病标志物研究提出很大挑战.本研究以亲水相互作用色谱法(HILIC)为基础,对该富集方法中活化、清洗与洗脱过程进行优化,其中主要对HILIC填料粒径和富集缓冲体系进行优化,并考察了不同实验条件下N-糖肽富集的鉴定数量、选择性与稳定性,发现当HILIC填料粒径为5μm,在三氟乙酸富集体系下有更高的N-糖蛋白/N-糖肽鉴定水平.在此基础上,对20例健康男性志愿者和20例健康女性志愿者的尿液N-糖蛋白/N-糖肽进行了富集和定性、定量及功能分析.从40例尿液样本中共鉴定到1016个N-糖蛋白、2192条N-糖肽.采用非标定量策略对尿液N-糖肽的生理丰度波动范围进行了考察,尿液N-糖肽的丰度跨度约5个数量级.在此之后探索了健康人群尿蛋白N-糖基化水平的性别差异,筛选出性别相关的差异N-糖蛋白后进行了功能分析.统计学分析显示在尿液样本中性别可能是产生个体差异的重要因素.该工作为基于尿液糖蛋白质组学的功能与机制研究和临床生物标志物筛选提供了有力支撑.

摘要： "双一流"对于高校实验课程提出了更高要求,更加强调实践与探究性学习,然而现有的生物学实验课程教学内容已落后于现代生命科学的发展进程,难以向学生展现生命科学研究前沿。大型科研仪器在生命科学研究中发挥的作用越来越大,如生物质谱已成为蛋白质组学研究必不可少的工具,然而在高校中应用生物质谱结合生命科学前沿的实验课较少,亟待解决。因此,开设了一门基于生物质谱分析牛血清白蛋白中的二硫键的实验课程。通过该课程的学习,不但能使学生了解大型科学仪器生物质谱鉴定蛋白质的原理,也可以使学生掌握生物信息学软件,对于培养化学、生命、计算领域的学科交叉复合型人才具有重要意义。

摘要： 二硫键是一种与多肽及蛋白质结构和功能密切相关的化学键.当多肽中存在多个半胱氨酸时,形成的二硫键可能会存在多种配对方式.快速且精准地定位多肽中多对二硫键对研究多肽的结构与功能间的关系十分重要.本文开发了一种基于化学裂解和生物质谱的新方法,对利那洛肽中3对二硫键进行了精准定位.通过解析裂解后特异肽段的二级质谱图,确定利那洛肽中3对二硫键的配对方式分别为Cys1-Cys6,Cys2-Cys10和Cys5-Cys13.该方法为二硫键的定位研究提供了新思路.

摘要： 机器学习领域中比较好的学习方式就是深度学习,而机器领域中语音识别、自然语言处理、自动驾驶等方面取得了突破性的进展。而生物质谱作为当今研究生命科学领域中的研究工具,其代谢组学、生物制药等相关领域在生命科学领域研究中发挥着重要的作用。尤其是几年来,有关深度学习的理念被众多学者探究探讨,现阶段的深度学习对与学习生物质谱及蛋白质组学有着较大的促进作用,同时也为以生物质谱为核心的蛋白质组学数据分析带来新的发展契机。本文主要探究了生物质谱及蛋白质组学中深度学习方法的应用。

摘要： 目的：建立基于生物质谱技术的人血白蛋白中未知组分的检测方法,为人血白蛋白生产工艺提升提供技术支持. 方法：采用凝胶过滤色谱柱(Hiprep16/60SepharylS-200HR),以磷酸二氢钠-磷酸氢二钠溶液(0.5mol/L磷酸二氢钠200mL,0.5mol/L磷酸氢二钠420mL,异丙醇15.5ml,纯水914.5ml,调节pH至6.98)为流动相等度洗脱,对人血白蛋白中的各组分进行分离,并收集其中的未知组分;经除盐、浓缩和胰蛋白酶酶解后,采用BEHC18(100×2.1mm,130(A)色谱柱,以水(含0.1％甲酸)-乙腈流动相梯度洗脱,采用色谱-质谱(MS)技术对多肽进行二级质谱序列测定,并利用搜库软件(PLGS3.0)分析鉴定其人血白蛋白中未知组分. 结果：利用所建立的方法对5家企业的15批人血白蛋白进行了测定,共检测出21种未知蛋白,其中载脂蛋白A-Ⅱ(Apolipoprotein A-Ⅱ)、人结合珠蛋白(Haptoglobin)、人血色素结合蛋白(Hempoexin)、α-1B-糖蛋白(Alpha-1B-glycoprotein)与α-2-HS-糖蛋白(Alpha-2HS-glycoprotein)等5种蛋白为5家企业产品共有的未知蛋白;5家企业产品未知蛋白种类数量差异较大. 结论：本方法可用于人血白蛋白中未知组分的研究,为人血白蛋白的生产工艺的优化提供了指导.

摘要： 目的:本品由健康人血浆,经低温乙醇蛋白分离法纯化.采用SEC-HPLC方法进行分子大小分布测定时,除存在IgG单体和二聚体外,还发现一个未知组分.为了分析该未知组分的蛋白信息有必要采用生物质谱进行测定.rn 方法:3个企业各一个批次的样品采用SEC-HPLC进行分离,收集未知组分.经除盐、浓缩、酶解,获得的肽段采用nano-LC-MS/MS进行蛋白质鉴定.rn 结果:其中2个企业的未知组分除含有IgG外还含有别的杂蛋白,另一企业的未知组分主要为IgG亚型.rn 结论:利用nano-LC-MS/MS获得3个企业的未知组分的蛋白信息.利用高灵敏、高通量的生物质谱技术能够分析生物制品中极微量蛋白.该方法为药品的质量监督提供了新的分析策略.

摘要： 程序化细胞死亡分子5(PDCD5,ProgrammedCellDeath5,原名TFAR19)是北京大学医学部人类疾病基因研究中心发现的凋亡表达上调蛋白,在人体50多种组织中广泛表达,是一种进化保守的蛋白.功能研究表明,它是参与细胞凋亡和抑制细胞生长的重要调控分子.近来的结果显示,PDCD5在非凋亡的paraptosis样程序化细胞死亡过程中也发挥正向促进作用,提示PDCD5参与的信号通路可能是apoptosis和paraptosis两种死亡程序的交叉通路.本文用生物质谱研究PDCD5蛋白与DNA的相互作用，探讨程序化细胞死亡分子5的功能。

摘要： 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-FOF—MS)技术是近几年发展起来的一种新型的软电离生物质谱，是直接气化并离子化非挥发性生物样品的质谱离子化方式。将被分析物的溶液和某种基质溶液混合，蒸发溶剂，使被分析物与基质成为晶体或半晶体，再用一定波长的脉冲式激光进行照射，基质吸收激光能量后，均匀地传递给待分析物，使待分析物瞬间气化并离子化。离子质量的不同导致其飞行速度不同而分离。MALDI-TOF—MS能完成细菌多种成分的分析，包括蛋白质、脂类、脂多糖和脂寡糖、DNA、多肽及其它能被离子化的分子。通过对细菌的特异性生物标志分子，即细菌含有的能给出唯一质合比的成分的检测可以实现对细菌属、种和株的水平的鉴定。本研究收集了37株单增李斯特氏菌分离株，样品来源包括冻鱿鱼、鸭翅、猪耳等十余类常见的动物源性食品，样品来源地区包括丹东、朝鲜、新西兰、挪威等十余个国家和地区。应用MALDI—TOF—MS采集图谱，获取独特的蛋白质指纹图谱，汇总成标准图谱，建立了单增李斯特氏菌鉴定数据库。采用9株单增李斯特氏菌标准菌株分别对建立的数据库进行验证，经数据库鉴定，9株标准菌株的匹配分数全部大于2.300，均报告为单增李斯特氏菌，表明鉴定结果的可信度很高。在数据库信息的基础上，对37株单增李斯特氏菌分离株进行了聚类分型。分型结果表明，在蛋白质水平，当差异水平为0.7—0.8之间时，MALDI—TOF—MS将37株菌分成4大型;当差异水平为0.5时，将37株菌分成7个型;在差异水平为0.3—0.4之间时，将37株菌分成9个型。从聚类分型的结果结合各菌株在收集时的基本信息，可以从亲缘关系远近的角度追溯致病菌的污染源问题。从而可以为单增李氏菌病的爆发和流行的预防和溯源提供技术支撑。

摘要： 回顾了近年来生物质谱分析鉴定蛋白质及多肽前的预富集方法研究进展，其中包括固相微萃取富集方法、靶上富集方法、电洗脱富集方法以及磷酸化蛋白质/肽段的富集方法，总结和归纳了各种方法所具有的优缺点，引用文献59篇。

摘要： 生物质谱技术迅速发展,已成为现代科学研究前沿的热点之一.在生物样品的处理中常常需要用到非挥发性的盐,用于为细胞营造无毒的环境,稳定溶剂化的样品及维持酶的活性等.此外,许多用于分离生物分子的分离方法也需要高浓度的盐和缓冲溶液.但是,样品处理及分离过程中所用的氯化钠、十二烷基磺酸钠、盐酸胍、尿素、甘油、二甲基亚砜等都会影响后续质谱高灵敏的分析.因为这些不挥发的低分子量污染物会导致复杂加合物的形成,增加噪音及造成明显的信号抑制.此外,在复杂的组织或细胞蛋白质组中,与疾病和信号传导相关的蛋白质往往是属于低丰度的蛋白质,这些重要的蛋白质由于本身存在的量极少而很难得以有效鉴定.因此对蛋白质/多肽样品的预富集处理将是生物质谱得到高质量质谱图的前提,也是成功鉴定蛋白质的关键.本文着重综述了蛋白质/多肽在MALDIMS或ESI-MS鉴定前的样品预富集除盐方法上,包括固相微萃取富集方法、靶上富集方法、电洗脱富集方法以及磷酸化蛋白质/肽段的富集方法的研究进展。

摘要： 蛋白质组学研究中双向凝胶电泳(2-DE)是应用最广泛的分离手段,近几年其应用比例逐渐下降,主要是因为2-DE分析酸性,碱性或疏水性强的蛋白能力有限,加之液相色谱质谱联用蛋白鉴定技术重现性和通量不断提高,以反相液相与质谱联合鉴定为基础联用技术已在蛋白质组学研究中取得优势地位.在已有的两维色谱系统中,采用离子交换和反相色谱(SCX-RPLC)分离的比例最高,因为这两种分离模式对于混合蛋白样品分离十分有利于质谱分析.然而,随着生物体组织全提蛋白分析,复杂程度不断提高,尤其在分析可含有几千个蛋白酶解后的样品,肽段数量达到数十万条.采用两维色谱分离难度很大.一个色谱峰里包含数十个肽段,由于质谱扫描速度的限制,同时流出肽段的信息将被损失掉,实际鉴定肽段数目明显减少.另外,高丰度肽信号压制低丰度肽质谱信号,也极不利于低丰度肽的鉴定.因此,在两维分离的基础上,增加第三维色谱分离以增加系统的分辨力.理论上,三维分离系统的峰容量和样品容量相对于二维系统会大大提高,对于中低丰度蛋白的鉴定非常有利. 在SCX-RPLC基础上增加第三种分离模式,对该分离模式选择须满足以下三个因素:1.对样品无歧视效应;2.各维分离机理正交;3.不同分离模式使用流动相兼容.为此,本研究建立了满足上述条件的三维分离分析平台,以体积排阻色谱(SEC)作为第一维,与SCX-RPLC联合组成三维分离系统.SEC能对分子量差别很大(几百至几十万道尔顿)的样品进行分离,流动相选择范围广(从酸性,中性直至碱性,水相或有机相皆可,还可加入变性剂或表面活性剂以增加样品溶解性),分离速度快,操作简单.为了增加分析的速度和通量,该系统还进一步采用了18通道RPLC系统的SCX-array-RPLC构建分离平台,并通过自动点样系统,将分离样品直接点样到质谱MALDI靶板上,进行质谱鉴定.该系统对肝脏蛋白质研究获得了数以千计的蛋白质鉴定结果.

摘要： 目的:介绍我们实验室近年来在蛋白组组学中的关键技术研究的进展。rn 方法:蛋白质组学相关的分离、选择性富集和定量技术。rn 结果:发展了带喷头混合型毛细管色谱柱制备技术、新型四氧化三铁/磷酸锆磁性纳米材料、稀土元素金属螯合标记-质谱的蛋白质组相对定量方法和18O标记结合多反应检测(MRM)质谱用于目标蛋白质组对定量方法等。rn 结论:这些新技术的开发和应用将推动蛋白质组学研究水平向更高层次发展。

摘要： 目的:介绍我们实验室近年来在蛋白组组学中的关键技术研究的进展。rn 方法:蛋白质组学相关的分离、选择性富集和定量技术。rn 结果:发展了带喷头混合型毛细管色谱柱制备技术、新型四氧化三铁/磷酸锆磁性纳米材料、稀土元素金属螯合标记-质谱的蛋白质组相对定量方法和18O标记结合多反应检测(MRM)质谱用于目标蛋白质组对定量方法等。rn 结论:这些新技术的开发和应用将推动蛋白质组学研究水平向更高层次发展。

摘要： 目的:介绍我们实验室近年来在蛋白组组学中的关键技术研究的进展。rn 方法:蛋白质组学相关的分离、选择性富集和定量技术。rn 结果:发展了带喷头混合型毛细管色谱柱制备技术、新型四氧化三铁/磷酸锆磁性纳米材料、稀土元素金属螯合标记-质谱的蛋白质组相对定量方法和18O标记结合多反应检测(MRM)质谱用于目标蛋白质组对定量方法等。rn 结论:这些新技术的开发和应用将推动蛋白质组学研究水平向更高层次发展。

摘要： 本发明涉及一种利用微波催化热解生物质定向生产生物质炭、生物质油和生物质气的方法，属于生物质能源利用技术领域。首先将生物质经除杂、破碎、干燥后加入催化剂并混合均匀，然后进行微波热解得到气体产物和固体产物；得到的气体产物快速冷凝，可凝部分直接冷凝成为液相高品质生物质油，不凝气体为高热值气体燃料得到的固体产物随炉冷却至室温后取出，得到高产率生物质炭，该高产率生物质炭作为生产活性炭的原料或者燃料直接使用。该方法资源利用率高的简单、高效、环保。

摘要： 本发明涉及一种利用微波催化热解生物质定向生产生物质炭、生物质油和生物质气的方法，属于生物质能源利用技术领域。首先将生物质经除杂、破碎、干燥后加入催化剂并混合均匀，然后进行微波热解得到气体产物和固体产物；得到的气体产物快速冷凝，可凝部分直接冷凝成为液相高品质生物质油，不凝气体为高热值气体燃料得到的固体产物随炉冷却至室温后取出，得到高产率生物质炭，该高产率生物质炭作为生产活性炭的原料或者燃料直接使用。该方法资源利用率高的简单、高效、环保。

摘要： 本发明提供一种能在保持生物材料的反应性的状态下含有比以往更多量的生物材料的生物材料结构体，该结构体是通过使生物材料和能与该生物材料结合的化合物结合，并使粒径为10μm以下的粒状块相互结合而制成的。

摘要： 本发明提供了一种肠道微生物相关代谢物质谱数据库的构建方法及其应用，所述构建方法包括如下步骤：（1）收集肠道微生物相关代谢物的标准品，将基本信息录入建库系统；（2）将肠道微生物相关代谢物标准品进样至色谱质谱联用仪中，进行色谱洗脱检测与质谱检测，采集得到保留时间及谱图信息；（3）将采集到的保留时间及谱图信息导入建库系统，整合信息，构建得到所述肠道微生物相关代谢物质谱数据库。相较于现有技术而言，本发明构建的肠道微生物相关代谢物质谱数据库更加全面，包含了405种代谢物，可以用于对不同来源的生物样品进行快速、准确的肠道微生物代谢物鉴定，降低了检测成本，大大提高了检测速度和效率，具有重要的应用价值。

摘要： 本发明提供一种具有生物安全性的套管法微生物质谱检测试剂盒，涉及肽质量指纹图谱检测和微生物样品无害化处理技术领域。本发明试剂盒含有：试剂A：50～90％甲酸与80～100％乙腈等体积混合液；基质溶解液：1～5％三氟乙酸和40～60％乙腈水溶液；基质：α‑氰基‑4‑羟基肉桂酸及样本制备套管，该套管由上部滤膜管和下部收集管组成。使用时将微生物在上部滤膜管中经试剂A悬浮混匀，离心后收集管中的液体即为质谱上样前蛋白样本，常规方法对蛋白样本进行质谱检测。本发明的试剂盒处理的微生物样本安全性好，操作简单，适用于目前所有的基于MALDI‑TOF MS的微生物快速检测系统。

摘要： 本发明提供一种具有生物安全性的枪头法微生物质谱检测试剂盒，涉及蛋白质指纹图谱检测和微生物样品无害化处理技术领域。本发明试剂盒含有：试剂A：50～90％甲酸与80～100％乙腈的等体积混合液；基质溶解液：1～5％三氟乙酸和40～60％乙腈水溶液；基质：α‑氰基‑4‑羟基肉桂酸及带滤芯的生物安全移液枪头。使用时将微生物用试剂A悬浮沉淀，混匀后用生物安全移液枪头移出悬浮液即为质谱上样前蛋白样本，常规方法对蛋白样本进行质谱检测。本发明的试剂盒处理的微生物样本安全性好，操作简单，适用于目前所有的基于MALDI‑TOF MS的微生物快速检测系统。

摘要： 本发明公开了一种用于微生物质谱鉴定的多点位吸液系统，包括承载台，用于承载多点位靶板；吸液带，设置在所述承载台上方，用于吸收所述多点位靶板上各点位内抗生素溶液的上层的溶液；下压器，设置在所述吸液带上方，用于水平下压所述吸液带至多点位靶板上方预设位置；释放收卷部，用于释放和接纳吸液带。本发明专为微生物质谱鉴定而设计。通过设置吸液带、下压器和多点位靶板承载台，在实现批量连续吸液的同时，整个吸液系统结构简单，电机部件使用少，对于微量液体的吸取具有重要意义。

摘要： 本发明属于检测系统技术领域，尤其是一种全自动微生物质谱检测系统，针对现有的微生物质谱检测装置多为固定结构，不方便携带，灵活性较差，且无法根据实际使用场所和使用条件对装置内的湿度和温度进行调节来保证微生物活性，从而影响检测精准性，实用性较差问题，现提出以下方案，包括箱体，所述箱体一端外壁固定连接有电控箱，所述箱体()顶部外壁四角位置均固定连接有电动推杆。本发明中通过设置限位机构可以对检测仪器顶部进行限位处理，以及便于对箱体进行携带，通过设置温度监测机构和湿度监测机构可以对检测仪器附近的温度和湿度进行监测，通过设置电控箱可以对湿度调节机构和进气机构对箱体内的温度和湿度进行监测进行调节。

摘要： 本发明公开了一种多功能全自动微生物质谱工作站，涉及生命科学仪器技术领域，自动进样机构用于临时存放多个培养皿，并将培养皿进样至处理平台上，菌落直涂点样机构对培养皿进行菌落挑取和靶板直涂，同时，摄像机构拍摄菌落图像，并利用机器视觉判断菌落生长位置，以控制菌落直涂点样机构找准菌落位置，基质施加机构对靶板上的样品施加基质，真空干燥机构对靶板上的样品快速干燥，自动退样机构对采样完成的培养皿收集和临时存放，自动进舱机构在将干燥后的靶板送入质谱仪后，质谱仪自动开始采集谱图，对微生物进行鉴定，最后导出全部鉴定结果。本发明实现了从微生物的直涂取样、靶板点样和干燥，到质谱自动进样和鉴定整个流程的全自动化。

摘要： 本实用新型涉及微生物质谱检测技术领域，尤其为一种用于微生物质谱检测的样品前处理试剂盒，包括试剂盒本体、底层垫块和密封盖，所述试剂盒本体的下表面固定设置有底层垫块，且所述试剂盒本体两侧的表面均贯穿开设有第二插入槽，所述第二插入槽共设置有四个，所述试剂盒本体的上表面设置有密封盖，本实用新型中，通过设置的防潮隔板、连接座以及防潮筒和连接通孔，这样在对样品试剂进行存放时，可以将防潮筒取下并在其内部装入干燥剂颗粒，此后将其与连接座螺纹连接在一起并插入防潮隔板内部，这样干燥剂可以就会通过小孔和连接通孔对试剂盒本体的内部进行干燥除湿，这样起到防潮的功效也使得样品可以存放更久。