见所未见:OptiMS拓展您的质谱潜能

2011-10-19 16:54 来源: 分析测试百科
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  ——贝克曼库尔特公司在2011大连色谱会推出CESI 8000

  【导语】在各种omics、系统生物学成为寻找新一代治疗药物的基本研究思路后,质谱被推上了历史的舞台。在这类研究中,以纳升/分钟(nL/min)的流速和质谱高效地联用是关键。若干年前,CE-MS被nanoLC-MS技术抛在了后面,因为CE鞘液的稀释导致其连接的质谱屈尊降到了让人难以接受的、紫外的灵敏度。作为毛细管电泳技术的先驱,贝克曼库尔特卧薪尝胆、历经5年推出了无需鞘液的OptiMS技术,今日在大连色谱会上隆重推出了应用OptiMS的CESI 8000毛细管电泳,并列举了在CE-MS联用上,令人难以置信的1000倍以上的灵敏度提升、蛋白鉴定的高覆盖率、鉴定翻译后修饰的超高能力。

  接下来,小编带您一起来了解这些科学家的工作吧;他们的工作,是最好的证明!

  2011年10月10日,贝克曼库尔特公司无鞘液毛细管电泳质谱联用系统CESI 8000产品发布会在大连世界博览广场第五会议室隆重召开。来自国内外色谱、质谱等分离分析领域的100余专家学者们参加了此次发布会。来自奥地利Innsbruck医学院生物中心临床生物化学部的Herbert Lindner教授做了精彩的报告,详细比较了贝克曼新型CESI-MS和nanoLC-ESI-MS在鉴定多肽方面的性能。Lindner的同事Bettina Sarg博士介绍了用新型CESI-MS分析鉴定蛋白翻译后修饰位点的成果。

发布会现场

新型CESI 8000毛细管电泳


技术回顾:无鞘液的OptiMS

  作为毛细管电泳技术的先驱,贝克曼库尔特公司潜心5年研发了新型的CESI 8000毛细管电泳仪,特别适用于蛋白质组学研究中的CE-MS分离分析。它采用无鞘液式CE-MS联接技术,将分离毛细管的出口部分腐蚀成多孔材料,多孔材料的外面由导电液体所包裹,导电液体与毛细管出口处的电极接触,为毛细管电泳的正常分离提供电压,也同时提供质谱离子化电压的加载。 由于该项技术的采用,使得CE-MS灵敏度提高1000倍以上,并超过现有LC-MS灵敏度1-2个数量级,是目前灵敏度最高的CE-MS系统。同时此项创新技术能够很好地解决LC-MS技术对高极性物质分离效果不佳的问题。

传统鞘液设计的CE-MS接口

新型OptiMS接口

更多阅读:五年研发结晶 最优化的毛细管电泳-质谱联用系统  


CESI-MS vs nanoLC-MS技术:鉴定组学中的多肽

奥地利Innsbruck医学院生物中心临床生物化学部的Herbert Lindner教授

  题目:CESI-MS,a New Technology for the Identification of Peptides: Comparison with nanoLC-ESI-MS

Linder教授报告

  Lindner教授介绍了CE-MS用于蛋白质组学研究的挑战。相比基于色谱柱分离的nanoLC-MS技术,CE-MS有以下优点:(1)更高的效率;(2)更低的流速,可能具有更高的灵敏度;(3)没有梯度效应;(4)不需要柱平衡时间,即分析时间可能更短;(5)较少的交叉污染(carryover),即不需要考虑洗针,分析时间可能更短;(6)和HPLC有不同的分离机理,依赖于电荷而不是憎水性;(7)使用和HPLC不同的仪器系统,不需要换泵。同时,CE-MS潜在会有以下缺点:(1)载样量有限;(2)涂层的稳定性;(3)需考虑涂层和分析物的反应;(4)堵塞。

  所以,CE-MS系统的耐用性(robustness)非常重要

  Lindner教授介绍了自己在前几年用毛细管区带电泳(CZE)对大鼠睾丸的天然H1组蛋白(histone)进行分析的结果。

  接下来,他主要对比了新型CE-MS和LC-MS的结果。使用的样品包括:血管紧张素Angiotensin1和2的多肽标准品;大鼠睾丸连接器组蛋白(Rat Testis Linker Histones);人类肿瘤细胞中的连接器组蛋白;过乙酰化核心组蛋白(Hyperacetylated Core Histones),用Arg-C酶解,比较新型CE-MS和LC-MS的结果(LC-MS采用nanoLC)。

OptiMS Silica Surface Capillary Cartridge

  首先,用甲酸作BGE分析了血管紧张素Angiotensin 1和2的多肽标准品,条件为:样品浓度75fmol/uL,样品总量300amol,进样4uL,BGE为0.1%甲酸pH2.7,涂层为polyethyleneimine silane,E=250V/cm,ESI电压为1.7kV。结果的灵敏度S/N分别为:Ang-1 :203,Ang-2:94。然后其余条件不变,改变进样量为0.18~0.75 nL,即样品总量为14~57 amol,在最低的0.18nL进样量下,提取离子流图(XIC)仍可获得很好的灵敏度,Ang-1:13.9 amol, S/N=84.8,Ang-2:17.2 amol,S/N=34.3。

  然后,在比较了多种毛细管涂层后,选择了M7C4l。其中CE-MS的实验条件为:进样7.7nL,样品总量为300fmol, BGE为0.1%甲酸pH2.7,涂层为M7C4l,E=250V/cm,ESI电压为1.7kV。

  比较CESI-MS(300fmol样品)、LC-MS(300fmol)、LC-MS(3.0 pmol)水平的样品检测结果,CESI-MS的出峰时间较快,12.83min即出完,而nanoLC-MS需要46.03min,但CE-MS的分辨率却非常好。从鉴定的多肽数目来看,CE-MS鉴定了135个H1组蛋白肽,48个非组蛋白肽,而LC-MS(300fmol)的相应两个数字是:79个/30个,LC-MS(3.0 pmol)为129个/74个,可看到CE-MS的灵敏度明显高(基本相当于3.0 pmol的LC-MS结果,即灵敏度比LC-MS高10倍)。在对7种组蛋白的鉴定序列覆盖率的比较中,也看出CE-MS的结果要明显优于LC-MS。

三种不同条件下的CE-和LC-MS分析

  从H1组蛋白肽的鉴定上来看,CE-MS(300fmol)比较LC-MS(3pmol),两者共同鉴定的是78个,仅有CE-MS鉴定的是57个,仅有LC-MS鉴定的是51个。事实说明,CE-MS不仅提高了灵敏度,而且成为LC-MS鉴定的有力补充,使用两种技术后,鉴定的数目从129个增加到了186个(51+78+57)。

  

被鉴定出的肽(300 fmol CE-ESI-MS和3.0 pmol LC-ESI-MS)