CN107991491A - 校正质谱检测蛋白样品的准确率的方法及产品 - Google Patents

校正质谱检测蛋白样品的准确率的方法及产品 Download PDF

Info

Publication number
CN107991491A
CN107991491A CN201711053836.8A CN201711053836A CN107991491A CN 107991491 A CN107991491 A CN 107991491A CN 201711053836 A CN201711053836 A CN 201711053836A CN 107991491 A CN107991491 A CN 107991491A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
hole
correction
chip
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711053836.8A
Other languages
English (en)
Inventor
马庆伟
梁飞
曲海霞
肖月兰
付书辉
梁坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Clin Bochuang Biotechnology Co Ltd
Beijing Yixin Bochuang Biological Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Yixin Bochuang Biological Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Yixin Bochuang Biological Technology Co Ltd filed Critical Beijing Yixin Bochuang Biological Technology Co Ltd
Priority to CN201711053836.8A priority Critical patent/CN107991491A/zh
Publication of CN107991491A publication Critical patent/CN107991491A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6803General methods of protein analysis not limited to specific proteins or families of proteins
    • G01N33/6848Methods of protein analysis involving mass spectrometry

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

本发明提供了一种通过改善蛋白样本二次结晶的方法,包括在乙腈水溶液中分别加入三氟乙酸溶液、SA基质以配制基质溶液,然后加入特定比例的样本溶液在芯片上进行点样结晶。本发明还提供了提高质谱检测生物靶分子的准确率的质谱校正方法,包括在具有多个竖直交叉排列的亲水区域定位孔、疏水孔外区域、中心校正孔、验证校正孔、备用校正孔的芯片上,分别点样蛋白样本结晶,点样基质溶液并结晶,并通过质谱轰击校正孔位的蛋白样本,以对待测样本的质谱结果进行校正。本发明还提供了适用上述质谱校正和检测的芯片。本发明改进基质溶液配方,能够获得结晶形态较佳的一次结晶和二次结晶效果,其校正方法有助于获得更加稳定和准确的质谱检测结果。

Description

校正质谱检测蛋白样品的准确率的方法及产品
技术领域
本发明涉及一种通过改善生物样本结晶及校正方式来提高MALDI-TOF质谱检测正确 率的方法,能通过质谱检测蛋白质分子,属于质谱检测技术领域。
背景技术
基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术已成为目前蛋白质组学研 究中的经典技术。在该技术的成功应用过程中,合适的样品前处理方法起着首要和关键的作 用。只有将合适的样品前处理方法与合适的有机基质结合起来,才能成功实现对核酸和蛋白 质等生物大分子的准确鉴定。对于基质、溶剂、盐(金属离子)和样品制备方法的选择是 MALDI分析高聚物成败的关键因素。最优化的条件是使样品分子和基质均匀地形成共结晶。 MALDI方法分析大分子,重要的关键之一是选择合适的基质。结果表明,效果较佳的基质只 有几种。水溶性合成高分子如聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇经常出现于早期的MALDI研究 中,这是因为分析多肽的基质也可以应用于它们,对于另外一些高分子,可以从高分子和基 质的溶解性中找到一些选择基质的思路。一般来说,选择基质时应使基质与高分子的极性比 较一致,彼此之间具有兼容性。
微阵列芯片以高密度阵列为特征。微阵列技术就是利用分子杂交原理,使同时被比较的 标本与微阵列杂交,通过检测杂交信号强度及数据处理,把他们转化成不同标本中特异基因 的丰度,从而全面比较不同标本的基因表达水平的差异。微阵列芯片因其高度均一性,结构 稳定性,样品用量少及高通量而成为芯片领域中发展最迅速的一部分。微阵列不仅仅在生物 遗传领域有着广泛的用途,在其他定量和相对定量分析方面也有着潜在的用途。
微阵列芯片因其微孔尺寸相同,微孔与周围亲疏水性质的差别,较好的限制了样品所 处的范围,使得所分析的区域保持一致,使定量分析成为可能。质谱成图因为其无需标记, 无需分离,通过对图像的分析来进行混合物中组成物质的定量分析,使多组分的同时检测成 为可能,因此利用微阵列芯片中质谱成图进行多组分的同时定量分析,是一种具有广泛应用 前景的定量分析技术。微阵列芯片中质谱成图在定量分析中的应用很大程度上取决于样本结 晶的均一性,由于质谱数据采集中的质量歧视,质谱图的峰高或峰面积无法作为样品的定量 分析的依据,因此如何获得可靠的,稳定的定量数据就显得尤为重要。
在应用MALDI-TOF MS时,通常将生物样本与一种饱和的低分子量无机化合物溶液(称为基质)进行混合加在靶板上,待干后样本与基质共结晶后形成了以基质包裹构架的样本固体沉淀。样本基质结晶体经激光辐射,基质从激光中吸收能量,能量蓄积并迅速产热,从而使基质晶体升华,使样品吸附,基质与样品之间发生电荷转移使得样品分子电离,离子在加速电场下获得相同的动能,经高压加速、聚焦后进入飞行时间检测器。根据离子飞行时间的不同进行分析得出离子质荷比(m/z)和离子峰值,形成质量图谱,检测准确性高。通 过软件分析比较,筛选并确定出特异性指纹图谱,从而实现对目标微生物种或菌株的区分和鉴定。MALDI-TOF MS可用于分析多种类型的样本,包括有机分子溶液、核酸、蛋白质,其 中基因、蛋白质的检测是目前在临床质谱检测实验室应用最广的项目。
基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-TOF MS)离子源可电离相对分子质量为 100~1000 000的生物分子,通过高压电与短激光脉冲作用,让基质晶体升化,使基质与样本分子气化进入质谱仪的气相,其最突出的特点是准分子离子化很强、对样本中杂质的耐受量 大,直接分析核酸、蛋白质经电离产生的混合物,能为临床检验中标准物质的研究提供有效 的技术保障,是临床检验的参考方法的首选。因此芯片上的样本结晶形态和质量好坏直接影 响质谱的检定结果。
在提高芯片的样本结晶形态和质量的研究中,现有的研究重点在于如何改进芯片的质 量。例如,中国授权专利201410090967.3、“制备亲疏水相间的微阵列芯片及其用于质谱成 像定量分析的方法”提供了一种通过在芯片上设置疏水和亲水区域来制备检测芯片,其中采 用丝网印刷技术将疏水性聚合物(聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯)按照设计好的模板 刷在导电玻璃上,其中涂布区为疏水区,空白区作为预留的亲水区。然后,用亲水材料(如 样品体系的水溶液)涂布空白区,形成均一间隔的亲水区和疏水区。该方法通过利用丝网印 刷技术来设计模板形状,预先在亲水区留出空白区(又称“留白处理”),因此需要特殊的印 刷设备和操作软件,同时在涂布疏水区时靶板要绝对静置。同时,丝网印刷技术的精度低, 亲疏水区域的分界不能达到微米精度。并且,需要将待测混合物体系水溶液均匀地铺在亲水 区,芯片烘干固化,置于烘箱中60摄氏度固化2h,增加了生产时间和成本。
中国授权专利201110401165.6、“对生物样品进行富集和除盐净化处理的方法”公开了 一种利用疏水和亲水材料制备具有封闭图案化表面的检测靶板的方法,包括通过在基底上构 筑具有较大直径的聚合物涂层(如聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或光刻胶)作为挡层圆区, 然后以含氟单分子层或蒸镀金属层作为疏水层贴在整个基底上。由于该疏水层不能粘附在上 述挡层圆区,因此将靶板浸入有机溶剂中进行超声处理,可以除去挡层圆区。最后,再将所 述聚合物涂层在所述圆区内部突变较小直径的同心圆,从而获得疏水外圈(含氟单分子层或 蒸镀金属层)-亲水中圈-疏水内圈(聚合物涂层)的同心圆图案的质谱靶板,因此该方法又 称“挡层涂布”。然而,该方法在基底上构筑疏水-亲水-疏水区域的封闭图案化表面,需要进 行两步疏水处理,即采用含氟的试剂在100~250℃下加热生长1~5个小时,工艺复杂,过程 耗时。由于该方法需要精确控制两次聚合物涂层的间距,间距过小导致外圈和内圈相连,同 时由于使用两种不同的疏水材料来分别突变不同的基底表面,所获得的疏水区液滴的接触角 过小,导致疏水效果差,影响了普通实验室的应用。
中国专利申请200610023671.5、公开了“一种低丰度蛋白靶上一步除盐与富集的方法”, 其中通过疏水聚合物(聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氟乙烯等)预先在靶板的 样品池中央部分进行涂布,然后进行蛋白点样,使得蛋白样品富集在疏水聚合物层上。然后, 将基质溶液加入点样区,使得蛋白样品中的污染物和无机盐扩散出去,最后得到样品和基质 均匀细致的结晶。由于该方法是直接将蛋白样品加到疏水层,通过加入过量的基质溶液来进 行纯化,虽然客观上有一定纯化效果,但造成了蛋白样品的浪费。同时,如果手动操作将 0.2μl疏水性聚合物溶液点在每个Kapton膜的小孔内,耗时,且0.2μl溶液的精度难以控制, 影响小孔表面疏水均一性;如果自动操作,需要配置相应点样设备,增加成本,制备复杂, 并不适合不易制备的微量蛋白样品的检测和应用。
由于上述靶板的在先研究中,或是靶板表面没有亲水疏水差异,(如中国专利200610023671.5),导致结晶形态差,或是形成亲水疏水差异的涂层,但亲疏水分界不能达到微米精度或液滴接触角过小,但制备过程过于复杂,不能节约时间和成本(如中国专利201410090967.3、专利201110401165.6),或是需要额外的装置和检测软件,或是需要过多的 珍贵蛋白样本进行检测,这些都导致质谱检测样本峰的准确度低,信噪比低,基线高。
在最接近的现有技术中,发明人在先前提交的中国专利(CN201710539756、用于飞行 时间质谱检测蛋白和核酸的通用芯片的制备方法;CN201710539893、用于飞行时间质谱检 测蛋白和核酸的通用芯片)中,提出了通过制备新的质谱芯片来提高样本结晶形态和质量, 该芯片主要包括主体表面具有微整列排列的亲水性点样孔和疏水性孔外区,亲水性点样孔覆 盖150-800nm的亲水性薄膜,疏水性孔外区覆盖150nm-2μm疏水性薄膜,其表面水滴接触 角>120°,其中所述亲水性薄膜为特殊的二氧化硅氧化物薄膜、氧化锌薄膜、氧化铝薄膜等, 疏水性孔外区通过硅烷偶联剂进行处理形成疏水性薄膜。该发明在一定程度上能够提高样本 的结晶质量。然而,该发明的研究重点主要在于提供一种两用型的质谱芯片,联合特殊设计 的芯片适配器,通过适配器上不同的卡槽设计,可放置多张芯片,能实现核酸与蛋白不同样 品同时进样检测,节省质谱开门关门时间。由于该发明的研究重点并未集中在针对单一样本 的质谱检测中,如何提高单一样本的结晶质量,因此本发明人仍然需要以此为基础进行研究。
鉴于MALDI-TOF MS可用于分析多种类型的样本,包括核酸、蛋白质,其中基因、蛋白质是目前在临床质谱检测实验室应用最广的项目,因此在现有的芯片基础上,需要一种通 过改善样本结晶条件以提高MALDI-TOF质谱检测生物靶分子准确率的方法。
发明内容
本发明原理之一在于,通过改善样本结晶条件以提高MALDI-TOF质谱检测生物靶分子 准确率的方法,该方法不针对如何改进现有的质谱芯片,而是通过摸索和优化质谱芯片的结 晶条件,来提高对生物靶分子在芯片上的结晶水平,从而能够充分利用现有的质谱芯片,以 减少检测成本。
本发明原理之二在于,针对蛋白靶分子在芯片上结晶性质,提供一种蛋白靶分子的通用 结晶方法。
本发明原理之三在于,在改善样本结晶条件的基础上,进一步提供一种样本质谱检测的 校正方法,从而为提高MALDI-TOF质谱检测生物靶分子准确率确定前提条件。
因此,本发明第一个目的是提供一种改善质谱检测蛋白样本的二次结晶的方法,步骤包 括:
(1)采用去离子水与高效液相色谱级的乙腈按照体积比1:1的混合,得到混合溶液;
(2)在混合溶液中加入体积分数为0.1%的三氟乙酸溶液,混匀备用;
(3)在混合溶液中加入SA基质(芥子酸)充分溶解,直至SA基质溶液浓度为25mg/mL, 即可得到SA基质
(4)选取0.5-1μL基质溶液和0.5-1μL样本溶液,在芯片上进行点样结晶。
在一个实施方案中,其中步骤2中加入1μL的三氟乙酸,并且通过2000-3000rpm震荡 30s,得到混合溶液;在一个具体实施方案中,加入1μL的三氟乙酸。
在另一实施方案中,其中步骤3中加入25mg的SA,配置成25mg/ml的SA基质溶液。在2000-3000rpm震荡30s,70Hz、20℃下超声5分钟,得到SA基质溶液。在一个具体实 施方案中,加入了24.8mg的SA。
在其他的实施方案中,其中步骤4中选取0.75μL基质溶液和0.75μL样本进行结晶。
在上述任一实施方案中,上述操作选自操作间十万级洁净度,环境温度20-25℃,环境 湿度20-30%条件下进行。
本发明第二个目的是提供一种能够提高质谱检测生物靶分子的准确率的质谱芯片,该芯 片包括:由硅材料或玻璃或钛合金组成的芯片主体,其表面具有多个竖直交叉排列的亲水区 域定位孔、疏水孔外区域、中心校正孔、验证校正孔、备用校正孔;
其中,定位孔具有亲水特性,用于滴定基质溶液或样本;疏水孔外区域,表面具有疏水 特性;定位孔和孔外区域形成的微阵列芯片表面亲疏水间隔的结构,可以辅助液体样本收缩 凝聚在亲水区域内,使样本结晶集中,且呈现标准圆形,提高离子化效率;
中心校正孔和验证校正孔,用于校正蛋白标准的滴定位置验证校正孔,用来验证校正效 果;
备用校正孔,作为备用,中心校正孔或验证校正孔如果出现异常,可用备用校正孔。
在一个实施方案中,定位孔在芯片上为(4-8)×(4-8)的竖直交叉方向排列,中心校正 孔、验证校正孔以及备用校正孔在芯片中间位置竖向排列,数量均为1或2个。在一个具体 实施方案中,中心校正孔、验证校正孔以及备用校正孔的数量为1个。
在另一实施方案中,所述芯片亲水性定位孔覆盖150-800nm的亲水性薄膜,疏水性孔外 区覆盖150nm-2μm疏水性薄膜,其表面水滴接触角>120°在一个具体实施方案中,所述亲 水性薄膜为二氧化硅氧化物薄膜、氧化锌薄膜、氧化铝薄膜等,疏水性孔外区通过硅烷偶联 剂进行处理形成疏水性薄膜。在另一具体实施方案中,所述硅烷偶联剂选自乙烯基硅烷、氨 基硅烷或二甲基二氯硅烷。
本发明第三个目的是提供一种可提高质谱检测生物靶分子的准确率的质谱校正方法,步 骤包括:
(1)如上所述,配制基质溶液,并配置生物靶分子样本以及校正蛋白样本的溶液;
(2)在亲水区域定位孔,点0.5-1μL生物靶分子样本溶液,自然挥干后形成一次结晶;
(3)在中心校正孔、验证校正孔,点0.5-1μL生物样本经过磁珠提取的混合多肽或蛋白 靶分子的标准样本,自然挥干后形成一次结晶;
(4)分别在亲水区域定位孔、中心校正孔、验证校正孔,在一次结晶表面,点0.5-1μL 基质溶液,自然挥干后形成二次结晶;
(5)通过激光飞行时间质谱分别轰击中心校正孔位、验证校正孔的校正蛋白样本,获 得校正蛋白样本的分子量的谱图;
(6)当校正蛋白样品中的3根标准多肽的峰的分子量偏差小于500ppm,即为校正有效
(7)校正成功后,即可对亲水区域定位孔的待测生物靶分子样本进行质谱检测。
在一个实施方案中,选取0.75μL基质溶液和0.75μL靶分子样本或校正蛋白样本进行结 晶。
在另一实施方案中,所述校正蛋白样本是P14R、ACTH Fragment 18-39、Insulin三种标 准多肽的混合溶液。
在上述任一实施方案中,所述质谱的参数设置如下:
Turing mode:linear;
Mass Range:1000-10000;
Max Laser Rep Rate:30.0;
Power:75;
Profiles:100;
Shots:5。
在一个优选实施方案中,所述质谱是CLIN-TOF-II飞行时间质谱。
本发明第四个目的是保护上述方法中所用的能够提高质谱检测生物靶分子的准确率的 质谱芯片。
附图说明
图1为生物样本一次结晶图;
图2为基质溶液与样本二次结晶对比图,其中(a)0.5μL基质溶液+0.5μL样本,(b)0.75μL 基质溶液+0.75μL,(c)1μL基质溶液+1μL样本。
图3为改进的微阵列质谱检测芯片表面结构示意图,包括:(1)亲水区域定位孔;(2)疏 水孔外区域;(3)中心校正孔;(4)验证校正孔;(5)备用校正孔;
图4为校正蛋白样本(混合多肽标准品)的检测质谱图;
图5为蛋白质临床样品检测质谱图;
技术效果
1、本发明的蛋白质谱检测是基于微阵列蛋白检测芯片,其微阵列芯片表面结构增加校 正孔,提高质谱峰质量精度,从而提高核酸质谱检测的正确率;
2、本发明提出一种优选的基质溶液配方,及洁净度环境温湿度条件,使生物样本一次 结晶形态较佳;
3、本发明提出一种优选的基质溶液与样本体积配比,使基质溶液与样品在芯片表面共 结晶更均匀,检测结果更佳。
4、本发明提出的通过改善结晶形态及校正方法,选取5例临床样本,鉴定正确率达到 100%;
具体实施方案
以下结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
实施例一、基质溶液的配制
所述基质溶液主要成分为SA(芥子酸),加入一定比例的乙腈,加速基质一次结晶的挥 发,快速形成均一完好的一次结晶。
基质溶液的配制步骤如下:
A、采用去离子水与高效液相色谱级的乙腈按照体积比1:1的混合,得到混合溶液;
B、在混合溶液中加入体积分数为0.1%的三氟乙酸溶液,混匀备用;
C、在混合溶液中加入SA(芥子酸)充分溶解,直至SA基质溶液浓度为25mg/mL, 即可得到SA基质溶液;
D、在步骤2时加入1μL的三氟乙酸,并且通过2000-3000rpm震荡30s,得到混合溶液;
E、在步骤3时加入25mg的SA,配置成25mg/ml的SA基质溶液。在2000-3000rpm 涡旋震荡30s,70Hz,20℃下超声5分钟,得到SA基质溶液。在一个具体实施方案中,加 入了24.8mg的SA。
上述SA规格要在含量99%以上,可以选购SIGMA品牌。
上述SA粉末25mg用精度大于0.001g的电子天平进行称量。
上述TFA用0.1-2.5μL的移液器进行量取,可以选购SIGMA品牌,分析纯(AR),纯度>99%。
上述去离子水可以选购thermo Fisher品牌、规格100ml的去离子水;乙腈可以选购赛 默飞世尔品牌、高效液相色谱级(HPLC)。
实施例二、生物样本一次结晶形态
依据基质辅助激光解吸电离原理,选取标准的生物蛋白样品(P14R、ACTHFragment 18-39、Insulin三种标准多肽),在
(1)亲水区域定位孔,点0.5-1μL蛋白质临床样品溶液,自然挥干后形成一次结晶;
(2)中心校正孔,点0.75μL标准的生物蛋白溶液,自然挥干后形成一次结晶;
(3)验证校正孔,点0.75μL标准的生物蛋白溶液,自然挥干后形成一次结晶;
如图1显示,左图为亲水区域定位孔的结晶图,右图为中心校正孔的结晶图。二个结晶 外形均呈现规整的圆形,表面圆润如玉石,质地规则均一,晶体各向生长细致,为理想的蛋 白结晶形态。
应当指出的是,实施例一和二应当在操作间十万级洁净度,环境温度20-25℃,环境湿 度20-30%条件下进行。
实施例三、通过二次结晶,确定基质与样本溶液的最佳比例
依据基质辅助激光解吸电离原理,选取标准的生物蛋白样品(P14R、ACTHFragment 18-39、Insulin三种标准多肽),分别在3个孔中点0.5、0.75、1.0μL样本溶液,自然挥干后 形成一次结晶;
然后在一次结晶表面,分别对应点0.5-1μL、0.75、0.75μL基质溶液,自然挥干后形成 二次结晶;
二次结晶的对比如图2所示。其中,0.5μL和1μL基质溶液的结晶不规则,厚度不均匀, 中间空,周围厚。因此当激光轰击样品时,样本峰准确度差,噪声高,基线高。
而0.75μL基质和0.75μL蛋白溶液外表规则,厚度均匀,晶向生长细致,质地密集,可 以预料当激光轰击样品时,样本峰准确度在700ppm内,信号响应S/N≥3。
由此确定选用0.75μL基质溶液和0.75μL样本进行结晶,为最佳方案。
实施例四、临床蛋白样本标准溶液的校正
(一)选取临床蛋白样本标准溶液
蛋白样本标准溶液的来源,性质。
上述标准品中P14R规格要在纯度95%以上,可以选购SIGMA品牌。
上述标准品中ACTH Fragment 18-39规格要在纯度95%以上,可以选购SIGMA品牌。
上述标准品中Insulin规格要在纯度95%以上,可以选购SIGMA品牌。
(二)预处理
在微阵列质谱检测芯片的中心校正孔及验证校正孔,点0.75μL临床蛋白标准品,自然 风干后,再点0.75μL基质溶液,自然挥干后,将微阵列质谱检测芯片载入芯片适配器,进 样,放入CLIN-TOF-II飞行时间质谱样品室。
设置CLIN-TOF-II飞行时间质谱参数:
Turing mode:linear;
Mass Range:1000-10000;
Max Laser Rep Rate:30.0;
Power:75;
Profiles:100;
Shots:5。
真空阈值:当真空度<5E-6,开始检测;
(三)混合多肽标准品或蛋白样品校正
第一、激光轰击中心校正孔位的标准蛋白样品
对混合多肽标准品谱图的3根峰分子量进行校正,其中3根峰分子量偏差小于500ppm, 即可。
第二、激光轰击验证校正孔位的标准蛋白样品
对混合多肽标准品谱图3根峰分子量进行验证,其中3根峰分子量偏差小于500ppm, 即为校正有效。
校正成功后,即可检测蛋白质样本。
验证校正孔位的质谱检测谱图见附图4。
实施例五、临床蛋白样本检测
(一)准备工作:
配制好的基质溶液,前处理完成的临床蛋白5例,清洗干净的微阵列质谱检测芯片。
磁珠法多肽提取步骤
1、取出磁珠试剂盒,手动上下颠倒,使磁珠混匀。
2、取样品管置于孔板上,依次加入磁珠,磁珠结合缓冲液,临床样本,用排枪吸打混 匀。
3、将样品管在磁珠分离器与悬浮的液体分离。
4、将样品加入磁珠清洗液缓冲液混匀,将样品管在磁珠分离器上吸去上清液体。
5、重复step4步骤一次,保证上清液体完全被吸走。
6、将样品加入10u磁珠洗脱液。
7、将样品放置于磁珠分离器上将上清液移出到样品管。
(二)点样:
在微阵列质谱检测芯片表面中心校正孔及验证校正孔点0.75μL混合多肽标准品溶液,5 个亲水区域定位孔点0.5-1μL蛋白临床样本,自然挥干后,在选取孔位,分别点0.75、0.75、 0.5-1.0μL基质溶液,自然挥干。将微阵列质谱检测芯片载入芯片适配器,进样,放入 CLIN-TOF-II飞行时间质谱样品室。
(三)设置CLIN-TOF-II飞行时间质谱参数:
Turing mode:linear;
Mass Range:1000-10000;
Max Laser Rep Rate:30.0;
Power:75;
Profiles:100;
Shots:5。
真空阈值:当真空度<5E-6,开始检测;
(四)样本采集
激光轰击亲水区域定位孔的临床蛋白样本,采集5张临床质谱图;详见附图5。
(五)谱图分析
质谱中获得的原始数据转换为.txt格式的文件导入到BE软件中,软件对于每例样品的 三个实验重复求得算数平均后即得到了该例样品的信号处理数据。在原始图谱中存在一些噪 音,包括化学噪音和电信号噪音,在进行分析前,我们需要将这些噪音去除;并且要经过数 据校正和归一化等一系列的处理。对于处理后的数据主要进行了相关的统计学分析(如图5 所示)。其中包括包括t检验,ANOVA检验(f检验),Wilcoxon检验等。
我们选择差异显著样本的差异峰进行模型建立。然后对5例临床样本进行检测分析,每 个样本均能正确分类,鉴定结果正确率达100%。
综上可知,本发明改进基质溶液配方,能够获得结晶形态较佳的一次结晶和二次结晶效 果,并且其校正方法能够有助于获得更加稳定和准确的质谱检测结果。

Claims (10)

1.一种可提高质谱检测生物靶分子的准确率的质谱校正方法,步骤包括:
(1)配制基质溶液,并配置生物靶分子样本以及校正蛋白样本的溶液;
(2)在亲水区域定位孔,点0.5-1μL生物靶分子样本溶液,自然挥干后形成一次结晶;
(3)在中心校正孔、验证校正孔,点0.5-1μL生物样本经过磁珠提取的混合多肽或蛋白靶分子的标准样本,自然挥干后形成一次结晶;
(4)分别在亲水区域定位孔、中心校正孔、验证校正孔,在一次结晶表面,点0.5-1μL基质溶液,自然挥干后形成二次结晶;
(5)通过激光飞行时间质谱分别轰击中心校正孔位、验证校正孔的校正蛋白样本,获得校正蛋白样本的分子量的谱图;
(6)当校正蛋白样品中的3根标准多肽的峰的分子量偏差小于500ppm,即为校正有效
(7)校正成功后,即可对亲水区域定位孔的待测生物靶分子样本进行质谱检测;
其中,步骤(1)中将乙腈水溶液中加入体积分数为0.1%的三氟乙酸溶液、终浓度为25mg/mL的SA基质溶液,以配制基质溶液。
2.权利要求1的方法,其中步骤(2)选取0.75μL靶分子溶液、步骤(3)选取0.75μL标准蛋白样本进行结晶,步骤(4)选取0.75μL基质溶液进行结晶校正。
3.权利要求2的方法,其中所述校正蛋白样本是P14R、ACTH Fragment 18-39、Insulin三种标准多肽的混合溶液。
4.权利要求1-3任一项的方法,其中所述质谱的参数设置如下:
Turing mode:linear;
Mass Range:1000-10000;
Max Laser Rep Rate:30.0;
Power:75;
Profiles:100;
Shots:5。
5.权利要求5的方法,其中所述质谱是CLIN-TOF-II飞行时间质谱。
6.权利要求1-5的方法中所用的能够提高质谱检测生物靶分子的准确率的质谱芯片,该芯片包括:由硅材料或玻璃或钛合金组成的芯片主体,其表面具有多个竖直交叉排列的亲水区域定位孔、疏水孔外区域、中心校正孔、验证校正孔、备用校正孔;
其中,定位孔具有亲水特性,用于滴定基质溶液或样本;疏水孔外区域,表面具有疏水特性;定位孔和孔外区域形成的微阵列芯片表面亲疏水间隔的结构,可以辅助液体样本收缩凝聚在亲水区域内,使样本结晶集中,且呈现标准圆形,提高离子化效率;
中心校正孔和验证校正孔,用于校正蛋白标准的滴定位置验证校正孔,用来验证校正效果;
备用校正孔,作为备用,中心校正孔或验证校正孔如果出现异常,可用备用校正孔。
7.权利要求6的方法,其中定位孔在芯片上为(4-8)×(4-8)的竖直交叉方向排列,中心校正孔、验证校正孔以及备用校正孔在芯片中间位置竖向排列,数量均为1或2个。
8.权利要求7的方法,其中所述芯片亲水性定位孔覆盖150-800nm的亲水性薄膜,疏水性孔外区覆盖150nm-2μm疏水性薄膜,其表面水滴接触角>120°。
9.权利要求8的方法,其中所述亲水性薄膜为二氧化硅氧化物薄膜、氧化锌薄膜、氧化铝薄膜等,疏水性孔外区通过硅烷偶联剂进行处理形成疏水性薄膜。
10.权利要求8的方法,其中所述硅烷偶联剂选自乙烯基硅烷、氨基硅烷或二甲基二氯硅烷。
CN201711053836.8A 2017-10-31 2017-10-31 校正质谱检测蛋白样品的准确率的方法及产品 Pending CN107991491A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711053836.8A CN107991491A (zh) 2017-10-31 2017-10-31 校正质谱检测蛋白样品的准确率的方法及产品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711053836.8A CN107991491A (zh) 2017-10-31 2017-10-31 校正质谱检测蛋白样品的准确率的方法及产品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107991491A true CN107991491A (zh) 2018-05-04

Family

ID=62029976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711053836.8A Pending CN107991491A (zh) 2017-10-31 2017-10-31 校正质谱检测蛋白样品的准确率的方法及产品

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107991491A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111239423A (zh) * 2020-01-17 2020-06-05 杭州汇健科技有限公司 一种多肽或蛋白质谱检测用的分子量校正标准品试剂盒及其制备方法、使用方法
CN113008973A (zh) * 2021-01-29 2021-06-22 融智生物科技(青岛)有限公司 一种适用于低丰度蛋白检测的蛋白芯片及其制备方法和应用

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030138823A1 (en) * 2001-11-05 2003-07-24 Irm, Llc Sample preparation methods for maldi mass spectrometry
CN101201337A (zh) * 2006-12-15 2008-06-18 首都师范大学 鉴定小麦高分子量谷蛋白亚基的生物质谱方法
CN101424661A (zh) * 2008-07-23 2009-05-06 中国人民解放军总医院第二附属医院 一种活动性肺结核病的血清诊断模型的建立方法
CN101923080A (zh) * 2010-03-22 2010-12-22 苏州大学附属第一医院 一种肺腺癌血清标志物蛋白质
EP2372747A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-05 Thermo Fisher Scientific (Bremen) GmbH Methods and apparatus for producing a mass spectrum
CN102519779A (zh) * 2011-12-06 2012-06-27 吉林大学 一种对生物样品进行富集和除盐净化处理的方法
CN103877949A (zh) * 2012-12-19 2014-06-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于糖蛋白富集的纳米金掺杂整体材料及其应用
CN104181258A (zh) * 2013-05-24 2014-12-03 北京蛋白质组研究中心 基于石墨烯的糖蛋白n-糖链一步法富集-衍生化处理及maldi-tof-ms分析方法
CN104596816A (zh) * 2015-01-09 2015-05-06 深圳出入境检验检疫局动植物检验检疫技术中心 一种用于maldi-tof ms检测的植物线虫前处理方法
CN104931572A (zh) * 2015-05-14 2015-09-23 中国疾病预防控制中心传染病预防控制所 微生物鉴定用质谱仪分子量校正标准品及其制备方法与应用
CN106916410A (zh) * 2017-04-11 2017-07-04 东莞出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心 Abs塑料中双酚a和壬基酚标准样品及其制备方法
CN107177689A (zh) * 2017-07-05 2017-09-19 北京毅新博创生物科技有限公司 用于飞行时间质谱检测蛋白和核酸的通用芯片
CN107884467A (zh) * 2017-10-31 2018-04-06 北京毅新博创生物科技有限公司 改善质谱检测糖基结晶的方法及产品

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030138823A1 (en) * 2001-11-05 2003-07-24 Irm, Llc Sample preparation methods for maldi mass spectrometry
CN101201337A (zh) * 2006-12-15 2008-06-18 首都师范大学 鉴定小麦高分子量谷蛋白亚基的生物质谱方法
CN101424661A (zh) * 2008-07-23 2009-05-06 中国人民解放军总医院第二附属医院 一种活动性肺结核病的血清诊断模型的建立方法
CN101923080A (zh) * 2010-03-22 2010-12-22 苏州大学附属第一医院 一种肺腺癌血清标志物蛋白质
EP2372747A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-05 Thermo Fisher Scientific (Bremen) GmbH Methods and apparatus for producing a mass spectrum
CN102519779A (zh) * 2011-12-06 2012-06-27 吉林大学 一种对生物样品进行富集和除盐净化处理的方法
CN103877949A (zh) * 2012-12-19 2014-06-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于糖蛋白富集的纳米金掺杂整体材料及其应用
CN104181258A (zh) * 2013-05-24 2014-12-03 北京蛋白质组研究中心 基于石墨烯的糖蛋白n-糖链一步法富集-衍生化处理及maldi-tof-ms分析方法
CN104596816A (zh) * 2015-01-09 2015-05-06 深圳出入境检验检疫局动植物检验检疫技术中心 一种用于maldi-tof ms检测的植物线虫前处理方法
CN104931572A (zh) * 2015-05-14 2015-09-23 中国疾病预防控制中心传染病预防控制所 微生物鉴定用质谱仪分子量校正标准品及其制备方法与应用
CN106916410A (zh) * 2017-04-11 2017-07-04 东莞出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心 Abs塑料中双酚a和壬基酚标准样品及其制备方法
CN107177689A (zh) * 2017-07-05 2017-09-19 北京毅新博创生物科技有限公司 用于飞行时间质谱检测蛋白和核酸的通用芯片
CN107884467A (zh) * 2017-10-31 2018-04-06 北京毅新博创生物科技有限公司 改善质谱检测糖基结晶的方法及产品

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SAN-YUAN WANG等: "Batch Normalizer A Fast Total Abundance Regression Calibration Method to Simultaneously Adjust Batch and Injection Order Effects in Liquid Chromatography/Time-of-Flight Mass Spectrometry-Based Metabolomics Data and Comparison with Current Calibration Metho", 《ANALYTICAL CHEMISTRY》 *
STEPHANIE J. WETZEL等: "Significant Parameters in the Optimization of MALDI-TOF-MS for Synthetic Polymers", 《J AM SOC MASS SPECTROM》 *
任雯等: "MALDI-TOF质谱技术鉴定龋病患者唾液中的变异链球菌", 《北京大学学报(医学版)》 *
赵善楷等: "基体辅助激光解吸-电离飞行时间质谱法分析衍生化的寡链糖", 《分析测试学报》 *
赵镇文等: "壳聚糖的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析", 《分析化学》 *
赵镇文等: "壳聚糖的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析", 《分析化学研究简报》 *
韦露莎等: "枯草芽孢杆菌木聚糖酶的克隆表达及其酶解两种木聚糖的产物分析", 《食品科学》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111239423A (zh) * 2020-01-17 2020-06-05 杭州汇健科技有限公司 一种多肽或蛋白质谱检测用的分子量校正标准品试剂盒及其制备方法、使用方法
WO2021143501A1 (zh) * 2020-01-17 2021-07-22 杭州汇健科技有限公司 一种多肽或蛋白质谱检测用的分子量校正标准品试剂盒及其制备方法、使用方法
CN111239423B (zh) * 2020-01-17 2023-11-03 杭州汇健科技有限公司 一种多肽或蛋白质谱检测分子量校正标准品试剂盒的应用
CN113008973A (zh) * 2021-01-29 2021-06-22 融智生物科技(青岛)有限公司 一种适用于低丰度蛋白检测的蛋白芯片及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106872562B (zh) 质谱基片及制备方法与用途
CN107515242A (zh) 一种硅基金纳米碗阵列芯片及其制备方法与应用
WO2012061143A1 (en) Method and system for simultaneously finding and measuring multiple analytes from complex samples
CN111239423B (zh) 一种多肽或蛋白质谱检测分子量校正标准品试剂盒的应用
CN107177689A (zh) 用于飞行时间质谱检测蛋白和核酸的通用芯片
CN108008003A (zh) 改善质谱检测核酸结晶的方法及产品
JP2020530909A (ja) マルチピン固相マイクロ抽出デバイス
CN1821777A (zh) 对微量蛋白或多肽溶液同步富集、脱盐并进行鉴定的方法
CN107991491A (zh) 校正质谱检测蛋白样品的准确率的方法及产品
CN107884466A (zh) 校正质谱检测微生物样品的准确率的方法及产品
CN107192757A (zh) 一种质谱两用检测试剂盒
CN108008002A (zh) 校正质谱检测核酸样品的准确率的方法及产品
CN107884467A (zh) 改善质谱检测糖基结晶的方法及产品
CN107179412A (zh) 用于飞行时间质谱检测蛋白和核酸的通用芯片的制备方法
US10937641B2 (en) MALDI mass spectrometry method
CN111183346B (zh) 制备用于光谱法的生物样品期间的湿度稳定化
CN107941894A (zh) 改善质谱检测蛋白结晶的方法及产品
Merkley et al. A proteomics tutorial
CN108148742A (zh) 一种用于生物样本检测的质谱基片靶托
CN108051503A (zh) 改善质谱检测微生物结晶的方法及产品
CN112540139B (zh) 一种代谢谱检测用的分子量校准品试剂盒及其制备方法、使用方法
CN108051504A (zh) 校正质谱检测糖基正确率的方法及产品
AU2001264867A1 (en) Methods for using mass spectrometry to identify and classify filamentous fungi, yeasts, molds and pollen
US20030027231A1 (en) Methods for using mass spectrometry to identify and classify filamentous fungi, yeasts, molds and pollen
CN208869595U (zh) 一种用于生物样本检测的质谱基片靶托

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180504

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication