JP4182789B2 - Method for analyzing low molecular weight protein contained in a test solution derived from a biological sample by electrophoresis and use thereof - Google Patents

Method for analyzing low molecular weight protein contained in a test solution derived from a biological sample by electrophoresis and use thereof Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体試料由来の検査液に含まれる低分子量タンパク質の電気泳動法による分析方法及びその利用に関する。
【0002】
【従来の技術】
医学、バイオサイエンスの分野において、例えば、血液等の生体試料中に微量に含まれるタンパク質の分析は、疾病マーカーとなるタンパク質に基づく検査・検診や新規バイオマーカーとなるタンパク質の探索研究等において重要である。これらの有用なタンパク質には、当該生体試料中には微量しか含まれていないような低分子量のタンパク質も含まれている。
例えば、生体試料が血液である場合、当該生体試料中には多くのタンパク質が含まれており、具体的には、アルブミン、α2マクログロブリン、トランスフェリン等の高分子量タンパク質が全タンパク質の80 %以上を占める。それゆえに、何らかの前処理を行わず、当該生体試料をそのまま電気泳動分離し、分離されたタンパク質を検出すると、上記のような高分子量タンパク質が過剰に検出され、微量に含まれる低分子量タンパク質を検出することができなかった(例えば、非特許文献1参照)。
上記のような前処理の方法としては、例えば、アルブミンがチバクロンブルー色素に特異的に吸着することを利用し、前記生体試料中から最も多く含まれるアルブミンを除去する方法が知られている(例えば、非特許文献2参照)。
【0003】
【非特許文献1】
Georgiouら、Proteomics 、1、1503〜1506 (2001)
【0004】
【非特許文献2】
Metcalfら、Biochem. J. 、199 、465〜472(1981)貢
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、動物種によってアルブミンとチバクロンブルー色素との親和性が違うため、動物種によっては効果が少なく、さらに、チバクロンブルー色素を利用した方法では主としてアルブミンが除去されるだけであり、他のα2マクログロブリン、トランスフェリン等の高分子量タンパク質を除去することはできなかった。その結果、当該前処理が施された生体試料を電気泳動分離し、分離されたタンパク質を検出しても、未だ高分子量タンパク質が過剰に検出され、微量に含まれる低分子量タンパク質を検出することができなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、生体試料由来の検査液に含まれる低分子量タンパク質の電気泳動法による分析方法について種々検討した結果、一次試料から特定な前処理により高分子量タンパク質が除去された二次試料を形成させ、当該二次試料を電気泳動分離し、分離された分子量5千〜6万ダルトンのタンパク質を検出することにより、前記生体試料中には微量しか含まれていないような低分子量のタンパク質の電気泳動法による分析方法が可能となることを見出し、本発明に至った。
【0007】
即ち、本発明は、
1.生体試料(以下、本生体試料と記すこともある。)由来の検査液(以下、本検査液と記すこともある。)に含まれる分子量5千〜6万ダルトンのタンパク質(以下、本低分子量タンパク質と記すこともある。)の電気泳動法による分析方法であって、
(1)外部と連続しながら接する小空間を粒子内部に有し、かつ、当該小空間における外表面以外の粒子における他外表面は当該小空間における外表面に比べて高い親水性を有する粒子(以下、本粒子と記すこともある。)に、一次試料である前記検査液を接触させる第一工程、
(2)前記第一工程により得られた粒子に極性溶媒を接触させ、二次試料を形成させる第二工程、及び
(3)前記第二工程により形成された二次試料を電気泳動分離し、分離された前記タンパク質を検出する第三工程
を有することを特徴とする分析方法(以下、本発明分析方法と記すこともある。);
2.第三工程において二次試料を電気泳動分離する方法が、一次元電気泳動法又は二次元電気泳動法であることを特徴とする前項1記載の分析方法;
3.第三工程において二次試料を電気泳動分離する方法が、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法であることを特徴とする前項1又は2記載の分析方法;
4.生体試料由来の検査液に含まれる分子量5千〜6万ダルトンのタンパク質の取得方法であって、前項1記載の方法により検出された前記タンパク質を回収する工程を有することを特徴とする取得方法(以下、本発明取得方法と記すこともある。);
5.生体試料由来の検査液に含まれる分子量5千〜6万ダルトンのタンパク質の同定方法であって、
(1)前項1記載の方法により検出された前記タンパク質又は当該タンパク質がペプチド分解により断片化されたペプチドを回収する工程、及び
(2)前工程により回収された前記タンパク質又は断片化されたペプチドを質量分析する工程
を有することを特徴とする同定方法(以下、本発明同定方法と記すこともある。);
等を提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明分析方法は、生体試料由来の検査液に含まれる分子量5千〜6万ダルトンのタンパク質の電気泳動法による分析方法であって、(1)外部と連続しながら接する小空間を粒子内部に有し、かつ、当該小空間における外表面以外の粒子における他外表面は当該小空間における外表面に比べて高い親水性を有する粒子に、一次試料である前記検査液を接触させる第一工程、(2)前記第一工程により得られた粒子に極性溶媒を接触させ、二次試料を形成させる第二工程、及び(3)前記第二工程により形成された二次試料を電気泳動分離し、分離された前記タンパク質を検出する第三工程
を有することを特徴とする。
【0009】
本発明分析方法における「生体試料」(即ち、本生体試料)としては、例えば、各種の生体細胞若しくはそれを含む組織(ここでの組織とは、血液、血漿、血清、リンパ液等の体液、リンパ節等を含む広義の意味である。)若しくは体分泌物(尿、乳汁等)等のあらゆる生体試料をあげることができる。代表的な本生体試料としては、血液、血漿、血清、リンパ液等の体液があげられる。
本発明分析方法における「生体試料由来の検査液」(即ち、本検査液)は、上記の生体試料が液体状態であればそのまま若しくはその希釈液を検査液として用いてもよく、また、上記の生体試料(肝組織、筋組織、脳組織、心組織等)が非液体状態であれば、例えば、ホモゲナイズ、濾過及び/又は遠心分離すること等により液体状態に調製された生体試料(一般的には、「組織抽出液」と呼ばれることもある。)若しくはその希釈液を検査液として用いてもよい。
生体試料の希釈液は、後述の極性溶媒を含んでいてもよく、当該極性溶媒を含んだ酸性、塩基性又は中性の水溶液若しくは水性緩衝液であってもよい。
【0010】
本発明分析方法における第一工程において用いられる「粒子」(即ち、本粒子)とは、外部と連続しながら接する小空間を粒子内部に有し、かつ、当該小空間における外表面以外の粒子における他外表面は当該小空間における外表面に比べて高い親水性を有する粒子である。ここで「外部と連続しながら接する小空間を粒子内部に有」する粒子とは、例えば、一般的には、多孔質粒子と呼ばれることもあるものであって、その粒子径は約0.5〜500μm(好ましくは約20〜200μm)の範囲である球状(即ち、ビーズの形態)のものが好ましい。当該粒子の比表面積は、例えば、約200〜800m/gの範囲であることが好ましい。
また「小空間における外表面以外の粒子における他外表面は当該小空間における外表面に比べて高い親水性を有する粒子」とは、例えば、粒子内部に存在する小空間における外表面以外の粒子における最外表面(即ち、粒子外部に接する最外表面)には主として親水性の基を有し、かつ、粒子内部に存在する小空間における外表面(即ち、粒子内部に存在する外表面)には主として疎水性基又はイオン交換性の基を有する粒子であって、前記の粒子外部に接する最外表面がジオール基等の親水性の基を持った構造のものが好ましい。尚、本粒子の選定は適宜予備実験により決められるが、一般的には、極性の比較的低いの本低分子量タンパク質に対しては粒子内部に存在する外表面に疎水性の基を有する粒子が、極性の比較的高い本低分子量タンパク質に対しては粒子内部に存在する外表面にイオン交換基を有する粒子が好ましく用いられる。
【0011】
本粒子は、1種以上の疎水性モノマーと1種以上の親水性モノマーとを共重合させることによって形成される水湿潤性ポリマー(a water-wettable polymer)の製造方法と準じた方法により製造することができる。
尚、ここで「水湿潤性ポリマー」とは、水によって部分的又は全面的に溶媒和されるポリマーを表わしている。また「モノマー」とは、1つ以上の重合可能な官能基を含んだ重合前の分子、及びポリマーの反復構造単位を表わす。「ポリマー」は2種以上の異なったモノマーを含んでもよく、この場合は「コポリマー」とも呼ばれる。コポリマーが含んでいるあるモノマーの「モル%」とは、コポリマーを構成している種々の(2種以上の)モノマーの総モル数に対する当該モノマーのモル分率(%で表示)を意味している。
疎水性モノマーは疎水性部分を含んでよい。好ましい疎水性部分としては、フェニル基、フェニレン基又は炭素原子数2〜18個のアルキル基をあげることができるが、これらに限定されない。より具体的には、例えば、ジビニルベンゼン、スチレン等がより好ましい疎水性モノマーとしてあげられる。
親水性モノマーは親水性部分を含んでよい。好ましい親水性部分としては、飽和、不飽和又は芳香族の複素環式基(具体的には、例えば、ピロリドニル基、ピリジル基等)をあげることができる。他の好ましい親水性部分としては、エーテル基をあげることができる。より具体的には、例えば、N−ビニルピロリドン、2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、4−ビニルビリジン、エチレンオキシド等がより好ましい親水性モノマーとしてあげられる。
例えば、本粒子がポリ(ジビニルベンゼン−co−N−ビニルピロリドン)コポリマーからなる多孔質ポリマーの場合には、例えば、米国特許第4,382,124号等に記載されるような通常のラジカル重合方法を使用して、ジビニルベンゼンとN−ビニルピロリドンとを共重合させることによって製造すればよい。
尚、得られるコポリマーの組成は、上記2種のモノマーの最初の化学量論により決定されるが、モノマー間の反応性の差のために出発物質の比率とは実質的に同じとならない場合もある。本粒子がポリ(ジビニルベンゼン−co−N−ビニルピロリドン)コポリマーからなる多孔質ポリマーの場合、例えば、5〜30モル%程度(好ましくは10〜25モル%程度、より好ましくは15〜20モル%程度)のN−ビニルピロリドンを含むという組成において本低分子量タンパク質の好ましい回収率が得られる。
【0012】
本発明分析方法における第一工程において、本粒子に一次試料である本検査液を接触させるには、本粒子と本検査液との密な接触を可能にするいかなる方法(例えば、バッチプロセス又はクロマトグラフィープロセス)で本粒子に本検査液を接触させてもよい。例えば、本検査液を本粒子が充填されたカラム、ディスク又はプラグに強制的に通してもよいし、或いは本検査液を本粒子と共に、例えば、バッチ攪拌反応器において攪拌してもよい。本検査液はさらに、マイクロタイタープレート(microtiter plate)の本粒子含有ウェル(polymer-containing well)に加えてもよい。本粒子は、例えば、ビーズの形態やペレットの形態をとってもよい。本検査液は、本低分子量タンパク質が本粒子上に吸着するのに充分な時間に渡って本粒子と接触させる。当該時間は、通常、本低分子量タンパク質が本粒子の外表面と本検査液との間で平衡になるのに必要な時間である。本粒子上への本低分子量タンパク質の吸着又は分配は、部分的であっても全体的であってもよい。
尚、本粒子は、本検査液との接触の前に本粒子を水混和性の有機溶媒で処理し、次いで水または水性緩衝液で処理してから、本検査液を本粒子と接触させてもよいし、また、本検査液との接触の前に本粒子が湿潤されていない状態(即ち、本粒子が乾燥した状態)で、本検査液を本粒子と接触させてもよい。
【0013】
本粒子に本検査液を接触させるために、本粒子を充填したカラムに本検査液を供する場合には、端部が開放された容器中に本粒子を充填して固相抽出カートリッジを形成させる。当該容器は、例えば、本検査液が一方の端部から容器に入り、容器中で本粒子と接触し、そして他方の端部から容器を出ていくよう、両端が開放された円柱形容器又はカラムであってよい。本粒子を容器中に充填することができる。尚、前記固相抽出カートリッジは、本粒子を当該カートリッジ中に保持するために、そして本検査液が当該カートリッジ中に流入するときに、当該カートリッジへの本検査液の出入りを可能にしつつ不溶固体物質を本検査液から除去するために、本粒子に隣接した当該カートリッジの一端又は両端に多孔質保持手段(例えば、フィルターエレメント又はフリット)をさらに含んでもよい。このようなフィルターは、例えば、溶融ガラス又は多孔質ポリマー(例えば多孔質高密度ポリエチレン)から造り上げることができる。
固相抽出カートリッジは、単一サンプルの処理にて使用してから廃棄するという一回使用カートリッジであっても、或いは複数のサンプルを処理するのに使用できるようなカートリッジであってもよい。
前記容器中の本粒子の量は、容器の体積によって限定され、約0.001g〜約50gの範囲であることが好ましいが、より好ましくは約0.025g〜約1gである。本粒子の量は、吸着させようとする本低分子量タンパク質の量、本粒子の有効表面積、及び、本低分子量タンパク質と本粒子との間の相互作用の強さに応じて適宜決定すればよい。
【0014】
本粒子に本検査液を接触させるために本粒子を充填したカラムに本検査液を供する場合において、当該カラムとして端部が開放された容器中に本粒子を充填して形成された固相抽出カートリッジを使用する場合には、本検査液を固相抽出カートリッジの上部に加え、当該カートリッジに自然流の状態で流し、吸着させようとする本検査液を本粒子と接触させる。本検査液は、重力に従って当該カートリッジを流れることができる。当該カートリッジの両端間に圧力差をつけることによって流量の増大を達成することができる。このような圧力差は、当該カートリッジの下端に減圧源を取り付けることによって、当該カートリッジの上端に正圧を加えることによって(例えば、当該カートリッジの上部に加圧ガス(例えば、空気や窒素)を加えることにより)、或いは本粒子より上の当該カートリッジ内の空気をピストン又はプランジャーで圧縮することによって造り出すことができる。当該カートリッジを通る本検査液の流量は、カートリッジ両端の圧力差を調節することによって変えることができる。
【0015】
本検査液の通液速度、通液時間は本低分子量タンパク質の種類、前記カラムの種類等により異なり、最適条件は適宜予備実験により決められるが、一般的には、約0.5〜2ml/分で約0.5〜10分間通液することにより、本検査液に含まれる本低分子量タンパク質を本粒子内に吸着させることができる。尚、適切な溶液流量(溶液の線速度で表示)としては、例えば、最高約14mm/秒程度をあげることができるが、好ましくは、約0.7〜3.5mm/秒程度があげられる。このようにして、本検査液に含まれる高分子量タンパク質を除去しながら、本検査液に含まれる本低分子量タンパク質のみを本粒子内に吸着させる。
【0016】
このようなカラムとしては、例えば、Oasis HLB(商品名)(ウォーターズ製)、L−column L−1180(商品名)(化学品検査協会製)、Develosil PT C8-5(商品名)(野村化学製)、 Shim-pack SPCAE1(商品名)(島津製作所製)、TSK precolumn PW(商品名)(東ソー製)等を挙げることができる。
【0017】
本発明分析方法における第二工程において、前記第一工程により得られた粒子に極性溶媒を接触させ、二次試料を形成させるには、当該粒子と極性溶媒との密な接触を可能にするいかなる方法(例えば、バッチプロセス又はクロマトグラフィープロセス)で当該粒子に極性溶媒を接触させてもよい。
【0018】
例えば、前記第一工程において本粒子に一次試料である本検査液を接触させるために本粒子を充填したカラムに一次試料である本検査液を供した場合には、極性溶媒を当該カラムに通液すればよい。そして当該カラムとして、端部が開放された容器中に本粒子を充填して形成された固相抽出カートリッジを使用した場合には、極性溶媒を固相抽出カートリッジの上部に加え、当該カートリッジに自然流の状態で流し、本粒子に極性溶媒を接触させる。極性溶媒は、重力に従って当該カートリッジを流れることができる。当該カートリッジの両端間に圧力差をつけることによって流量の増大を達成することができる。このような圧力差は、当該カートリッジの下端に減圧源を取り付けることによって、当該カートリッジの上端に正圧を加えることによって(例えば、当該カートリッジの上部に加圧ガス(例えば、空気や窒素)を加えることにより)、或いは本粒子より上の当該カートリッジ内の空気をピストン又はプランジャーで圧縮することによって造り出すことができる。当該カートリッジを通る極性溶媒の流量は、カートリッジ両端の圧力差を調節することによって変えることができる。
【0019】
極性溶媒の通液速度、通液時間は一次試料の種類、当該カラムの種類等により異なり、最適条件は適宜予備実験により決められるが、一般的には、約0.1〜2ml/分、好ましくは約0.1ml/分〜1ml/分、より好ましくは約0.2〜0.5ml/分で約0.5〜15分間、好ましくは約5〜10分間通液することにより、当該カラムを通過した極性溶媒を回収して二次試料を形成させることができる。尚、適切な溶液流量(溶液の線速度で表示)としては、例えば、最高約14mm/秒程度をあげることができるが、好ましくは、約0.7〜3.5mm/秒程度があげられる。このようにして、本粒子内に吸着させた本低分子量タンパク質が当該粒子から脱着又は溶離されるよう当該粒子を極性溶媒で洗浄し、これによって本低分子量タンパク質を含んだ二次試料が形成される。
【0020】
本発明分析方法における第二工程において用いられる極性溶媒としては、第一工程において用いられた本粒子との組み合わせに適する極性溶媒であれば特に限定されないが、無機塩類を含まない極性溶媒が好ましく用いられる。
極性溶媒としては、例えば、極性の水混和性有機溶媒若しくは水/有機溶媒混合液、又は、それら液体若しくは水に有機酸を含有させた混合液等をあげることができる。極性の水混和性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール及びイソプロパノール等のアルコール、アセトニトリル、アセトン、テトラヒドロフラン等があげられ、また、水/有機溶媒混合液で用いられる有機溶媒としては、例えば、上記の極性の水混和性有機溶媒の他、無極性若しくは適度に極性の水不混和性溶媒(例えば、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、クロロホルム又は酢酸エチル)があげられる。さらにこれら溶媒の混合液であってもよい。尚、極性の水混和性有機溶媒を利用することにより、McDonald and Bouvier,supra,(1995);Snyder and Kirkland,Introduction to Modern Liquid Chromatography,New York:J.Wiley and Sons (1974)等に記載される情報を利用すれば、過度の実験を行わなくても適切な溶媒を決定することができるので、例えば、アセトニトリル又はメタノール等を特に好ましいものとしてあげることができる。一般的には、当該極性の水混和性有機溶媒の含有量は約50〜100重量%であり、好ましくは50〜80重量%、より好ましくは約50〜60重量%である。
【0021】
極性溶媒としては、極性の水混和性有機溶媒若しくは水/有機溶媒混合液、又は、水に含有される有機酸としては、例えば、酪酸、プロピオン酸、酢酸、ギ酸、トリフルオロ酢酸等をあげることができる。好ましくは、酢酸、ギ酸、トリフルオロ酢酸等があげられる。含有される有機酸の量としては、約0.05〜2重量%をあげることができる。好ましくは約0.1〜1重量%、より好ましくは0.1〜0.2重量%があげられる。
【0022】
本発明分析方法における第三工程において用いられる電気泳動としては、タンパク質を分離し得るいかなる電気泳動法であってもよく、特に限定されない。尚、必要に応じて二次試料に含まれる有機溶媒や有機酸を除去する場合には、例えば、乾燥することにより容易になすことができる。そして電気泳動に供する前に、乾燥された二次試料を適当な溶媒に再溶解すればよい。
【0023】
例えば、SDSを含む溶液に乾燥させた二次試料を再度溶解させた後、これをSDSポリアクリルアミドゲルを用いた一次元電気泳動に供して本低分子量タンパク質を分離することができる。また、尿素若しくはチオ尿素を含む溶液に二次試料を再度溶解させた後、これを一次元目に等電点電気泳動を供し、次いで二次元目にSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動に供するニ次元電気泳動により本低分子量タンパク質を分離することもできる。
【0024】
本発明分析方法における第三工程において分離された本低分子量タンパク質を検出するには、タンパク質を検出し得るいかなる検出法であってもよく、特に限定されない。例えば、色素クーマシーブリリアントブルーR250により本低分子量タンパク質を染色して検出することができる。
染色された本低分子量タンパク質の検出は、その電気泳動像から目視、デンシトメーター、画像解析システム等を利用すればよい。画像解析システムとしては、例えば、Bio-Rad社のPDQuest、Pharmacia社のImageMaster 2D等があげられる。
尚、電気泳動像を分析する際には、例えば、本検査液での電気泳動像と対照での電気泳動像との差異に基づき本低分子量タンパク質を検出することもできる。
【0025】
このようにして本発明分析方法により検出された本低分子量タンパク質を回収することにより、本検査液から本低分子量タンパク質を取得するもできる。例えば、本発明分析方法における第三工程で用いられる電気泳動において、ポリアクリルアミドゲルが利用された場合には、当該ゲルから本低分子量タンパク質を容易に抽出し回収することができる。抽出する方法は特に限定されないが、例えば、トリプシンを利用して当該ゲル中で本低分子量タンパク質をペプチドに断片化し抽出する方法、電気泳動的に膜へ転写し抽出する方法等の通常の方法があげられる。
【0026】
さらに、このようにして本発明分析方法により検出された本低分子量タンパク質又は当該タンパク質がペプチド分解により断片化されたペプチドを回収することにより、本検査液に含まれる本低分子量タンパク質を同定することもできる。本低分子量タンパク質を同定する方法は、特に限定されないが、例えば、断片化されたペプチドを、ESIイオン化法等を用いるイオントラップ型質量分析装置や四重極−飛行時間型質量分析装置にて質量分析したり、MALDIイオン化法等を用いる飛行時間型質量分析装置にて質量分析すればよい。また、電気泳動的に膜へ転写し抽出した後、本低分子量タンパク質に特異的な抗体を用いて当該タンパク質をイムノアッセイすればよい。
【0027】
【実施例】
以下、実施例等により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はそれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【0028】
実施例1 (本検査液の調製)
本生体試料としてマウス血清(シグマアルドリッチジャパン製)を用いた。マウス血清100μlに、ヒト成長ホルモン(シグマアルドリッチジャパン製)、ミオグロビン(シグマアルドリッチジャパン製)、オボアルブミン(シグマアルドリッチジャパン製)、それぞれ10μgずつを添加し、0.1%トリフルオロ酢酸(TFA)(アプライドバイオシステムズジャパン製)水溶液を加え、全体を1mlとすることにより、本検査液を調製した。
【0029】
実施例2 (本粒子の製造:ポリ(ジビニルベンゼン−co−N−ビニルピロリドン)コポリマーの製造)
50gのヒドロキシプロピルメチルセルロース(ダウケミカル製)を1000mlの水に溶解して得られる溶液を3000m1のフラスコに加える。175gのジビニルベンゼン(DVB HP-80,ダウケミカル製)、102gのN−ビニル−2−ピロリドン(インタナショナル・スペシャルティ・プロダクツ製)及び1.85gのアゾビスイソブチロニトリル(Vazo64,デュポンケミカル製)を242gのトルエン中に溶解して得られる溶液を上記混合物に加える。こうした得られる二相混合物を室温にて30分間充分に攪拌して、所望のミクロンサイズの油滴を形成させる。次いで得られる懸濁液を適度に撹拌しながら70℃に加熱し、当該温度で20時間保持する。次いでこの懸濁液を室温に冷却し、濾過し、そしてメタノールで洗浄する。得られる濾過ケークを、減圧にて80℃で16時間乾燥する。ポリマー生成物の組成は元素分析によって求める。ジビニルベンゼンモノマーとN−ビニルピロリドンモノマーとの出発比率を変えることにより、本実施例に記載される方法に従って約13、14、16及び22モル%のN−ビニルピロリドンを含む一連のポリ(ジビニルベンゼン−co−N−ビニルピロリドン)を製造する。
このようにして製造される各ポリマー50mgを、ポリマー層の入口と出口とにポリエチレンフリットを要する1ccのSep-Pak VacRカートリッジ容器(ウォーターズ・コーポレーション製)中に充填することにより、固相抽出カートリッジを形成させる。
【0030】
実施例3 (本粒子の調製)
本粒子30mgが1mlのシリンジに充填されたカラムとして、市販のOasis HLB(商品名)(ウォーターズ製)を用いた。当該カラムに、0.1% トリフルオロ酢酸を含む80%アセトニトリル(関東化学製)水溶液を通液することにより、本粒子を洗浄した。次いで、1mlの0.1%トリフルオロ酢酸を含む水溶液を通液することにより、本粒子を平衡化した。
【0031】
実施例4 (本発明分析方法における第一工程)
実施例1で調製された本検査液1mlを、実施例3で平衡化された本粒子がシリンジに充填されたカラムに室温にて流速1ml/minで通液した。
次いで、このようにして得られたカラムに、1mlの0.1%トリフルオロ酢酸を含む水溶液を通液することにより、本粒子を洗浄した。
【0032】
実施例5 (本発明分析方法における第ニ工程)
実施例4で洗浄された本粒子がシリンジに充填されたカラムに、1mlの0.1%トリフルオロ酢酸を含む80%アセトニトリル水溶液を通液し、当該カラムから排出された溶出液を二次試料として回収した。
【0033】
実施例6 (本発明分析方法における第三工程)
回収された溶出液(即ち、二次試料)をSpeedVac濃縮乾燥機(Servant社製)にて乾燥することにより、トリフルオロ酢酸及びアセトニトリルを除去しながら、乾固した二次試料を得た。
次いで、このようにして得られた二次試料を水1mlに再溶解された電気泳動用試料と、実施例1で調製された本検査液とを、SDSポリアクリルアミドゲルを用いた一次元電気泳動(トリス−グリシン緩衝液中、200Vの定電圧で40分間の電気泳動)に供して本低分子量タンパク質を分離した。尚、当該ゲルとしては、15〜25%の密度勾配を有するSDSポリアクリルアミドゲル(日本バイオ・ラッドラボラトリーズ製)が使用された。電気泳動を終了した後、当該ゲルをクーマシーブリリアントブルー染色キットQuick CBB(商品名)(和光純薬工業製)に30分間浸した後、水で洗浄した。
このようにして得られた結果を図1に示した。図中の左レーン(レーン▲1▼:比較のための電気泳動像/実施例1で調製された本検査液)では、高分子量タンパク質である血清アルブミン(66kDa)のみ検出されており、本低分子量タンパク質であるミオグロビン(16kDa)、ヒト成長ホルモン(23kDa)、オボアルブミン(45kDa)を検出することができなかった。これに対して図中の右レーン(レーン▲2▼:本発明のための電気泳動像/実施例1〜6で調製された電気泳動用試料)では、本低分子量タンパク質であるミオグロビン、ヒト成長ホルモン、オボアルブミンのバンドが検出できた。
【0034】
【発明の効果】
本発明により、生体試料中には微量しか含まれていないような低分子量のタンパク質の電気泳動法による分析方法が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、SDSポリアクリルアミドゲルを用いた一次元電気泳動に供してタンパク質を分離した後、当該ゲルをクーマシーブリリアントブルー染色キットで染色することで検出した結果である電子泳動像を示す図(写真)である。図中の左レーン(レーン▲1▼:比較のための電気泳動像/実施例1で調製された本検査液)では、高分子量タンパク質である血清アルブミン(66kDa)のみ検出されており、本低分子量タンパク質であるミオグロビン(16kDa)、ヒト成長ホルモン(23kDa)、オボアルブミン(45kDa)を検出することができなかった。これに対して図中の右レーン(レーン▲2▼:本発明のための電気泳動像/実施例1〜6で調製された電気泳動用試料)では、本低分子量タンパク質であるミオグロビン、ヒト成長ホルモン、オボアルブミンのバンドが検出できた。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an analysis method for electrophoresis of a low molecular weight protein contained in a test solution derived from a biological sample, and use thereof.
[0002]
[Prior art]
In the fields of medicine and bioscience, for example, analysis of proteins contained in trace amounts in biological samples such as blood is important for testing and screening based on proteins that are disease markers and for exploratory research for proteins that are novel biomarkers. is there. These useful proteins include low molecular weight proteins that are contained only in trace amounts in the biological sample.
For example, when the biological sample is blood, the biological sample contains many proteins. Specifically, albumin, α 2 High molecular weight proteins such as macroglobulin and transferrin account for more than 80% of the total protein. Therefore, if the biological sample is electrophoretically separated without any pretreatment and the separated protein is detected, the high molecular weight protein as described above is detected excessively, and the low molecular weight protein contained in a trace amount is detected. (For example, refer nonpatent literature 1).
As a pretreatment method as described above, for example, there is known a method of removing albumin contained most in the biological sample by utilizing that albumin specifically adsorbs to Cibacron Blue dye ( For example, refer nonpatent literature 2).
[0003]
[Non-Patent Document 1]
Georgiou et al., Proteomics, 1, 1503-1506 (2001)
[0004]
[Non-Patent Document 2]
Metcalf et al., Biochem. J., 199, 465-472 (1981)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the affinity between albumin and cibacron blue dye differs depending on the animal species, there are few effects depending on the animal species. Furthermore, the method using cibacron blue dye mainly removes albumin, α 2 High molecular weight proteins such as macroglobulin and transferrin could not be removed. As a result, even when the pretreated biological sample is electrophoretically separated and the separated protein is detected, the high molecular weight protein is still detected excessively, and the low molecular weight protein contained in a trace amount can be detected. could not.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various studies on the analysis method of low molecular weight proteins contained in a test solution derived from a biological sample by electrophoresis, the present inventors have obtained a secondary sample from which a high molecular weight protein has been removed from a primary sample by specific pretreatment. The secondary sample is electrophoretically separated, and the separated protein having a molecular weight of 5,000 to 60,000 daltons is detected, so that a low molecular weight protein that is contained in a trace amount in the biological sample is detected. The inventors have found that an analysis method by electrophoresis is possible, and have reached the present invention.
[0007]
That is, the present invention
1. A protein having a molecular weight of 5,000 to 60,000 daltons (hereinafter referred to as the present low molecular weight) contained in a test liquid derived from a biological sample (hereinafter also referred to as the present biological sample) (hereinafter also referred to as the present test liquid). (Sometimes referred to as protein)) by an electrophoresis method,
(1) Particles having a small space in contact with the outside while being continuous with the inside of the particle, and the other outer surface of the particle other than the outer surface in the small space has higher hydrophilicity than the outer surface in the small space ( Hereinafter, the primary particles may be referred to as the present particles), the first step of contacting the test liquid as the primary sample,
(2) a second step in which a polar solvent is brought into contact with the particles obtained in the first step to form a secondary sample; and
(3) Third step of electrophoretic separation of the secondary sample formed in the second step and detecting the separated protein
(Hereinafter, also referred to as the present analysis method);
2. The method according to item 1 above, wherein the method of electrophoretic separation of the secondary sample in the third step is one-dimensional electrophoresis or two-dimensional electrophoresis;
3. 3. The analysis method according to item 1 or 2, wherein the method for electrophoretic separation of the secondary sample in the third step is polyacrylamide gel electrophoresis;
4). A method for obtaining a protein having a molecular weight of 5,000 to 60,000 daltons contained in a test solution derived from a biological sample, the method comprising the step of recovering the protein detected by the method according to item 1 above ( Hereinafter, it may be described as a method for obtaining the present invention.);
5. A method for identifying a protein having a molecular weight of 5,000 to 60,000 daltons contained in a test liquid derived from a biological sample,
(1) a step of recovering the protein detected by the method according to item 1 or a peptide obtained by fragmenting the protein by peptide degradation;
(2) A step of mass spectrometry of the protein or fragmented peptide recovered in the previous step
An identification method characterized by having (hereinafter also referred to as the present invention identification method);
Etc. are provided.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The analysis method of the present invention is an analysis method by electrophoresis of a protein having a molecular weight of 5,000 to 60,000 daltons contained in a test solution derived from a biological sample, and (1) a small space that is in contact with the outside while being continuously connected inside the particle. And a first step of bringing the test liquid that is the primary sample into contact with particles having a higher hydrophilicity than the outer surface in the small space, the other outer surface of the particles other than the outer surface in the small space, (2) a second step in which a polar solvent is brought into contact with the particles obtained in the first step to form a secondary sample, and (3) the secondary sample formed in the second step is subjected to electrophoretic separation, Third step of detecting the separated protein
It is characterized by having.
[0009]
Examples of the “biological sample” (that is, the present biological sample) in the analysis method of the present invention include, for example, various biological cells or tissues containing the same (here, tissues include body fluids such as blood, plasma, serum, and lymph, lymph And any biological sample such as body secretions (urine, milk, etc.). Representative biological samples include body fluids such as blood, plasma, serum and lymph.
In the analysis method of the present invention, the “biological sample-derived test solution” (that is, the present test solution) may be used as it is or a diluted solution thereof as the test solution if the above-described biological sample is in a liquid state. If a biological sample (liver tissue, muscle tissue, brain tissue, heart tissue, etc.) is in a non-liquid state, for example, a biological sample prepared in a liquid state (generally by homogenization, filtration and / or centrifugation, etc.) Is sometimes referred to as “tissue extract”) or a diluted solution thereof may be used as a test solution.
The diluted solution of the biological sample may contain a polar solvent described later, and may be an acidic, basic, or neutral aqueous solution or aqueous buffer containing the polar solvent.
[0010]
The “particle” (that is, the present particle) used in the first step of the analysis method of the present invention is a particle having a small space in contact with the outside while being continuous with the outside, and particles other than the outer surface in the small space. The other outer surface is a particle having higher hydrophilicity than the outer surface in the small space. Here, the particles having “a small space in contact with the outside while being continuous inside” are, for example, generally referred to as porous particles, and the particle diameter thereof is about 0.5. Spherical (i.e., in the form of beads) in the range of ~ 500 [mu] m (preferably about 20-200 [mu] m) is preferred. The specific surface area of the particles is, for example, about 200 to 800 m. 2 / G is preferred.
In addition, “the other outer surface of the particle other than the outer surface in the small space has higher hydrophilicity than the outer surface in the smaller space” means, for example, a particle other than the outer surface in the smaller space existing inside the particle. The outermost surface (that is, the outermost surface in contact with the outside of the particle) has a hydrophilic group mainly, and the outer surface in a small space existing inside the particle (that is, the outer surface existing inside the particle) Particles mainly having a hydrophobic group or an ion-exchange group, and having a structure in which the outermost surface in contact with the outside of the particle has a hydrophilic group such as a diol group are preferable. The selection of the particles is appropriately determined by preliminary experiments. Generally, for the low molecular weight protein having a relatively low polarity, particles having a hydrophobic group on the outer surface existing inside the particles are used. For this low molecular weight protein having a relatively high polarity, particles having an ion exchange group on the outer surface present inside the particles are preferably used.
[0011]
The particles are produced by a method similar to the method for producing a water-wettable polymer formed by copolymerizing one or more hydrophobic monomers and one or more hydrophilic monomers. be able to.
Here, the “water-wettable polymer” represents a polymer that is partially or wholly solvated by water. "Monomer" refers to a prepolymerized molecule containing one or more polymerizable functional groups and a repeating structural unit of the polymer. A “polymer” may contain two or more different monomers, in this case also called a “copolymer”. “Mole%” of a monomer contained in the copolymer means the mole fraction (expressed in%) of the monomer with respect to the total number of moles of the various (two or more) monomers constituting the copolymer. Yes.
The hydrophobic monomer may include a hydrophobic moiety. Preferred hydrophobic moieties include, but are not limited to, phenyl groups, phenylene groups, or alkyl groups having 2 to 18 carbon atoms. More specifically, for example, divinylbenzene, styrene and the like are more preferable hydrophobic monomers.
The hydrophilic monomer may include a hydrophilic portion. Preferable hydrophilic moieties include saturated, unsaturated or aromatic heterocyclic groups (specifically, for example, pyrrolidonyl group, pyridyl group, etc.). Another preferred hydrophilic moiety is an ether group. More specifically, for example, N-vinyl pyrrolidone, 2-vinyl pyridine, 3-vinyl pyridine, 4-vinyl pyridine, ethylene oxide and the like are more preferable hydrophilic monomers.
For example, when the present particles are a porous polymer made of a poly (divinylbenzene-co-N-vinylpyrrolidone) copolymer, a normal radical polymerization method as described in, for example, US Pat. No. 4,382,124 is used. Then, it may be produced by copolymerizing divinylbenzene and N-vinylpyrrolidone.
The composition of the resulting copolymer is determined by the initial stoichiometry of the above two monomers, but the starting material ratio may not be substantially the same due to reactivity differences between the monomers. is there. When the present particles are a porous polymer composed of a poly (divinylbenzene-co-N-vinylpyrrolidone) copolymer, for example, about 5 to 30 mol% (preferably about 10 to 25 mol%, more preferably 15 to 20 mol%). A preferred recovery rate of the present low molecular weight protein can be obtained in a composition containing about N) -vinylpyrrolidone.
[0012]
In the first step of the analysis method of the present invention, in order to bring the present test solution, which is a primary sample, into contact with the present particles, any method that enables intimate contact between the present particles and the present test solution (for example, a batch process or a chromatographic process). The test liquid may be brought into contact with the particles in a photographic process). For example, the test solution may be forcibly passed through a column, disk, or plug filled with the particles, or the test solution may be stirred with the particles, for example, in a batch agitation reactor. The test solution may be further added to a polymer-containing well of a microtiter plate. The particles may take the form of beads or pellets, for example. The test solution is contacted with the particles for a time sufficient for the low molecular weight protein to be adsorbed onto the particles. The time is usually the time required for the low molecular weight protein to equilibrate between the outer surface of the particle and the test solution. The adsorption or distribution of the low molecular weight protein on the particles can be partial or complete.
The particles are treated with a water-miscible organic solvent prior to contact with the test solution, then with water or an aqueous buffer, and then the test solution is contacted with the particles. Alternatively, the test liquid may be brought into contact with the particles in a state where the particles are not wet (ie, the particles are dried) before the contact with the test liquid.
[0013]
When the test solution is supplied to a column filled with the present particles so that the test solution is brought into contact with the particles, the particles are filled into a container having an open end to form a solid-phase extraction cartridge. . The container may be, for example, a cylindrical container open at both ends so that the test solution enters the container from one end, contacts the particles in the container, and exits the container from the other end. It may be a column. The particles can be filled into a container. The solid-phase extraction cartridge is an insoluble solid in order to hold the particles in the cartridge and to allow the test solution to enter and exit from the cartridge when the test solution flows into the cartridge. In order to remove the substance from the test solution, a porous holding means (for example, a filter element or a frit) may be further included at one or both ends of the cartridge adjacent to the particle. Such a filter can be made, for example, from molten glass or a porous polymer (eg, porous high density polyethylene).
The solid phase extraction cartridge may be a single use cartridge that is used in the processing of a single sample and then discarded, or it may be a cartridge that can be used to process multiple samples.
The amount of the particles in the container is limited by the volume of the container and is preferably in the range of about 0.001 g to about 50 g, more preferably about 0.025 g to about 1 g. The amount of the present particles may be appropriately determined according to the amount of the present low molecular weight protein to be adsorbed, the effective surface area of the present particles, and the strength of the interaction between the present low molecular weight protein and the present particles. .
[0014]
In the case where the test solution is supplied to a column packed with the present particles to bring the test solution into contact with the present particles, the solid phase extraction formed by filling the particles into a container whose end is opened as the column. When the cartridge is used, the test liquid is added to the upper part of the solid-phase extraction cartridge, and the test liquid to be adsorbed is caused to flow through the cartridge in a natural flow state and contact the main particles. The test liquid can flow through the cartridge according to gravity. Increasing the flow rate can be achieved by creating a pressure differential across the cartridge. Such a pressure difference is obtained by attaching a pressure source to the lower end of the cartridge and applying a positive pressure to the upper end of the cartridge (for example, applying pressurized gas (for example, air or nitrogen) to the upper portion of the cartridge). Or by compressing the air in the cartridge above the particles with a piston or plunger. The flow rate of the test liquid passing through the cartridge can be changed by adjusting the pressure difference between both ends of the cartridge.
[0015]
The flow rate and flow time of this test solution vary depending on the type of the low molecular weight protein, the type of the column, etc., and the optimum conditions are appropriately determined by preliminary experiments, but generally about 0.5 to 2 ml / By passing the liquid for about 0.5 to 10 minutes, the low molecular weight protein contained in the test liquid can be adsorbed in the particles. An appropriate solution flow rate (indicated by the linear velocity of the solution) can be, for example, about 14 mm / second at the maximum, and preferably about 0.7 to 3.5 mm / second. In this way, only the low molecular weight protein contained in the test solution is adsorbed in the particles while removing the high molecular weight protein contained in the test solution.
[0016]
As such a column, for example, Oasis HLB (trade name) (manufactured by Waters), L-column L-1180 (trade name) (manufactured by Chemicals Inspection Association), Develosil PT C8-5 (trade name) (Nomura Chemical) ), Shim-pack SPCAE1 (trade name) (manufactured by Shimadzu Corporation), TSK precolumn PW (trade name) (manufactured by Tosoh Corporation), and the like.
[0017]
In the second step of the analysis method of the present invention, in order to form a secondary sample by bringing the particles obtained in the first step into contact with a polar solvent, any particle that allows intimate contact between the particles and the polar solvent can be used. The particles may be contacted with a polar solvent by a method (eg, a batch process or a chromatographic process).
[0018]
For example, when the test liquid that is the primary sample is supplied to the column packed with the main particles in order to bring the test liquid that is the primary sample into contact with the particles in the first step, a polar solvent is passed through the column. What is necessary is just to liquid. When a solid phase extraction cartridge formed by filling the particles in a container with an open end is used as the column, a polar solvent is added to the top of the solid phase extraction cartridge, In this state, the particles are brought into contact with a polar solvent. Polar solvent can flow through the cartridge according to gravity. Increasing the flow rate can be achieved by creating a pressure differential across the cartridge. Such a pressure difference is obtained by attaching a pressure source to the lower end of the cartridge and applying a positive pressure to the upper end of the cartridge (for example, applying pressurized gas (for example, air or nitrogen) to the upper portion of the cartridge). Or by compressing the air in the cartridge above the particles with a piston or plunger. The flow rate of the polar solvent through the cartridge can be changed by adjusting the pressure difference across the cartridge.
[0019]
The flow rate and flow time of the polar solvent vary depending on the type of the primary sample, the type of the column, etc., and the optimum conditions are appropriately determined by preliminary experiments, but generally about 0.1 to 2 ml / min, preferably Is passed through the column at a rate of about 0.1 ml / min to 1 ml / min, more preferably about 0.2 to 0.5 ml / min for about 0.5 to 15 minutes, preferably about 5 to 10 minutes. The passed polar solvent can be recovered to form a secondary sample. An appropriate solution flow rate (indicated by the linear velocity of the solution) can be, for example, about 14 mm / second at the maximum, and preferably about 0.7 to 3.5 mm / second. In this manner, the particles are washed with a polar solvent so that the low molecular weight protein adsorbed in the particles is desorbed or eluted from the particles, thereby forming a secondary sample containing the low molecular weight protein. The
[0020]
The polar solvent used in the second step in the analysis method of the present invention is not particularly limited as long as it is a polar solvent suitable for the combination with the present particles used in the first step, but a polar solvent not containing inorganic salts is preferably used. It is done.
Examples of the polar solvent include a polar water-miscible organic solvent or a water / organic solvent mixture, or a liquid containing water or an organic acid in water. Examples of the polar water-miscible organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, acetonitrile, acetone, tetrahydrofuran and the like, and examples of the organic solvent used in the water / organic solvent mixture include the above-mentioned Nonpolar or moderately polar water-immiscible solvents (for example, dichloromethane, diethyl ether, chloroform, or ethyl acetate) are also included. Further, a mixed solution of these solvents may be used. In addition, by using a polar water-miscible organic solvent, it is described in McDonald and Bouvier, supra, (1995); Snyder and Kirkland, Introduction to Modern Liquid Chromatography, New York: J. Wiley and Sons (1974), etc. By using this information, it is possible to determine an appropriate solvent without undue experimentation. For example, acetonitrile or methanol can be particularly preferred. Generally, the content of the polar water-miscible organic solvent is about 50 to 100% by weight, preferably 50 to 80% by weight, more preferably about 50 to 60% by weight.
[0021]
Examples of polar solvents include polar water-miscible organic solvents or water / organic solvent mixtures, and examples of organic acids contained in water include butyric acid, propionic acid, acetic acid, formic acid, and trifluoroacetic acid. Can do. Preferred are acetic acid, formic acid, trifluoroacetic acid and the like. The amount of the organic acid contained can be about 0.05 to 2% by weight. Preferably about 0.1 to 1% by weight, more preferably 0.1 to 0.2% by weight.
[0022]
The electrophoresis used in the third step in the analysis method of the present invention may be any electrophoresis method that can separate proteins, and is not particularly limited. In addition, when removing the organic solvent and organic acid which are contained in a secondary sample as needed, it can make easily by drying, for example. Then, before being subjected to electrophoresis, the dried secondary sample may be redissolved in an appropriate solvent.
[0023]
For example, after the secondary sample dried in a solution containing SDS is dissolved again, this can be subjected to one-dimensional electrophoresis using SDS polyacrylamide gel to separate the low molecular weight protein. In addition, after the secondary sample is dissolved again in a solution containing urea or thiourea, it is subjected to isoelectric focusing in the first dimension and then subjected to SDS polyacrylamide gel electrophoresis in the second dimension. The low molecular weight protein can also be separated by electrophoresis.
[0024]
In order to detect this low molecular weight protein separated in the third step in the analysis method of the present invention, any detection method capable of detecting the protein may be used, and there is no particular limitation. For example, the low molecular weight protein can be stained and detected with the dye Coomassie Brilliant Blue R250.
Detection of the stained low molecular weight protein may be performed by visual observation, densitometer, image analysis system or the like from the electrophoretic image. Examples of the image analysis system include PDQuest from Bio-Rad and ImageMaster 2D from Pharmacia.
When analyzing the electrophoretic image, for example, the low molecular weight protein can be detected based on the difference between the electrophoretic image of the test solution and the electrophoretic image of the control.
[0025]
Thus, this low molecular weight protein can also be acquired from this test solution by collect | recovering this low molecular weight protein detected by this invention analysis method. For example, in the electrophoresis used in the third step in the analysis method of the present invention, when a polyacrylamide gel is used, the low molecular weight protein can be easily extracted and recovered from the gel. The extraction method is not particularly limited. For example, conventional methods such as a method of fragmenting and extracting the low molecular weight protein into peptides in the gel using trypsin, a method of electrophoretic transfer to the membrane and extraction, etc. can give.
[0026]
Furthermore, the low molecular weight protein contained in the test solution is identified by recovering the low molecular weight protein detected by the analysis method of the present invention or a peptide obtained by fragmenting the protein by peptide degradation. You can also. The method for identifying the low molecular weight protein is not particularly limited. For example, the fragmented peptide is mass-reduced by an ion trap mass spectrometer or a quadrupole-time-of-flight mass spectrometer using an ESI ionization method or the like. Analysis or mass analysis may be performed with a time-of-flight mass spectrometer using a MALDI ionization method or the like. Alternatively, after electrophoretic transfer to a membrane and extraction, the protein may be immunoassayed using an antibody specific for the low molecular weight protein.
[0027]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by those Examples.
[0028]
Example 1 (Preparation of this test solution)
Mouse serum (manufactured by Sigma-Aldrich Japan) was used as the biological sample. Human growth hormone (manufactured by Sigma-Aldrich Japan), myoglobin (manufactured by Sigma-Aldrich Japan), ovalbumin (manufactured by Sigma-Aldrich Japan), 10 μg each were added to 100 μl of mouse serum, and 0.1% trifluoroacetic acid (TFA) (TFA) ( This test solution was prepared by adding an aqueous solution (Applied Biosystems Japan) to a total volume of 1 ml.
[0029]
Example 2 (Preparation of the present particles: Production of poly (divinylbenzene-co-N-vinylpyrrolidone) copolymer)
A solution obtained by dissolving 50 g of hydroxypropylmethylcellulose (Dow Chemical) in 1000 ml of water is added to a 3000 ml flask. 175 g of divinylbenzene (DVB HP-80, manufactured by Dow Chemical), 102 g of N-vinyl-2-pyrrolidone (available from International Specialty Products) and 1.85 g of azobisisobutyronitrile (Vazo64, manufactured by DuPont Chemical) ) In 242 g of toluene is added to the above mixture. The resulting biphasic mixture is thoroughly stirred at room temperature for 30 minutes to form the desired micron-sized oil droplets. The resulting suspension is then heated to 70 ° C. with moderate stirring and held at that temperature for 20 hours. The suspension is then cooled to room temperature, filtered and washed with methanol. The resulting filter cake is dried at 80 ° C. under reduced pressure for 16 hours. The composition of the polymer product is determined by elemental analysis. By varying the starting ratio of divinylbenzene monomer to N-vinylpyrrolidone monomer, a series of poly (divinylbenzene) containing about 13, 14, 16 and 22 mol% N-vinylpyrrolidone according to the method described in this example. -Co-N-vinylpyrrolidone).
By filling 50 mg of each polymer thus produced into a 1 cc Sep-Pak VacR cartridge container (manufactured by Waters Corporation) that requires polyethylene frit at the inlet and outlet of the polymer layer, the solid phase extraction cartridge is Let it form.
[0030]
Example 3 (Preparation of the present particles)
A commercially available Oasis HLB (trade name) (manufactured by Waters) was used as a column filled with 30 mg of the present particles in a 1 ml syringe. The particles were washed by passing an 80% acetonitrile (manufactured by Kanto Chemical) aqueous solution containing 0.1% trifluoroacetic acid through the column. Next, the particles were equilibrated by passing an aqueous solution containing 1 ml of 0.1% trifluoroacetic acid.
[0031]
Example 4 (First step in the analysis method of the present invention)
1 ml of this test solution prepared in Example 1 was passed at room temperature at a flow rate of 1 ml / min through a column filled with syringes with the present particles equilibrated in Example 3.
Next, the particles were washed by passing 1 ml of an aqueous solution containing 0.1% trifluoroacetic acid through the column thus obtained.
[0032]
Example 5 (Second step in the analysis method of the present invention)
1 ml of an 80% acetonitrile aqueous solution containing 0.1% trifluoroacetic acid is passed through a column packed with the main particles washed in Example 4 in a syringe, and the eluate discharged from the column is taken as a secondary sample. As recovered.
[0033]
Example 6 (Third step in the analysis method of the present invention)
The recovered eluate (that is, the secondary sample) was dried with a SpeedVac concentrating dryer (manufactured by Servant) to obtain a dried secondary sample while removing trifluoroacetic acid and acetonitrile.
Subsequently, the secondary sample thus obtained was re-dissolved in 1 ml of water, and the sample for electrophoresis and the test solution prepared in Example 1 were subjected to one-dimensional electrophoresis using SDS polyacrylamide gel. This low molecular weight protein was separated by subjecting to electrophoresis (electrophoresis for 40 minutes at a constant voltage of 200 V in Tris-glycine buffer). As the gel, an SDS polyacrylamide gel (manufactured by Nippon Bio-Rad Laboratories) having a density gradient of 15 to 25% was used. After the electrophoresis was completed, the gel was immersed in Coomassie Brilliant Blue Staining Kit Quick CBB (trade name) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) for 30 minutes and then washed with water.
The results thus obtained are shown in FIG. In the left lane in the figure (lane (1): electrophoretic image for comparison / this test solution prepared in Example 1), only serum albumin (66 kDa), which is a high molecular weight protein, was detected. Molecular weight proteins myoglobin (16 kDa), human growth hormone (23 kDa) and ovalbumin (45 kDa) could not be detected. On the other hand, in the right lane (lane (2): electrophoresis image for the present invention / electrophoresis sample prepared in Examples 1 to 6) in the figure, myoglobin which is the low molecular weight protein, human growth Hormonal and ovalbumin bands were detected.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, an analysis method by electrophoresis of a low molecular weight protein that is contained in a trace amount in a biological sample has become possible.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 shows an electrophoretic image obtained by separating a protein by one-dimensional electrophoresis using an SDS polyacrylamide gel and then staining the gel with a Coomassie Brilliant Blue staining kit. FIG. In the left lane (lane (1): electrophoretic image for comparison / this test solution prepared in Example 1), only serum albumin (66 kDa), which is a high molecular weight protein, was detected. Molecular weight proteins myoglobin (16 kDa), human growth hormone (23 kDa) and ovalbumin (45 kDa) could not be detected. On the other hand, in the right lane (lane (2): electrophoretic image for the present invention / electrophoresis sample prepared in Examples 1 to 6) in the figure, myoglobin which is the low molecular weight protein, human growth Hormonal and ovalbumin bands were detected.

Claims (5)

生体試料由来の検査液に含まれる分子量5千〜6万ダルトンのタンパク質の電気泳動法による分析方法であって、
(1)外部と連続しながら接する小空間を粒子内部に有し、かつ、当該小空間における外表面以外の粒子における他外表面は当該小空間における外表面に比べて高い親水性を有する粒子に、一次試料である前記検査液を接触させる第一工程、
(2)前記第一工程により得られた粒子に極性溶媒を接触させ、二次試料を形成させる第二工程、及び
(3)前記第二工程により形成された二次試料を電気泳動分離し、分離された前記タンパク質を検出する第三工程
を有することを特徴とする分析方法。
An analysis method by electrophoresis of a protein having a molecular weight of 5,000 to 60,000 daltons contained in a test solution derived from a biological sample,
(1) The inside of the particle has a small space that is continuously in contact with the outside, and the other outer surface of the particle other than the outer surface in the small space is a particle having higher hydrophilicity than the outer surface in the small space. A first step of contacting the test liquid, which is a primary sample,
(2) a second step in which a polar solvent is brought into contact with the particles obtained in the first step to form a secondary sample, and (3) the secondary sample formed in the second step is subjected to electrophoretic separation, An analysis method comprising a third step of detecting the separated protein.
第三工程において二次試料を電気泳動分離する方法が、一次元電気泳動法又は二次元電気泳動法であることを特徴とする請求項1記載の分析方法。2. The analysis method according to claim 1, wherein the method of electrophoretic separation of the secondary sample in the third step is a one-dimensional electrophoresis method or a two-dimensional electrophoresis method. 第三工程において二次試料を電気泳動分離する方法が、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法であることを特徴とする請求項1又は2記載の分析方法。3. The analysis method according to claim 1, wherein the method of electrophoretic separation of the secondary sample in the third step is polyacrylamide gel electrophoresis. 生体試料由来の検査液に含まれる分子量5千〜6万ダルトンのタンパク質の取得方法であって、請求項1記載の方法により検出された前記タンパク質を回収する工程を有することを特徴とする取得方法。A method for obtaining a protein having a molecular weight of 5,000 to 60,000 daltons contained in a test solution derived from a biological sample, comprising the step of recovering the protein detected by the method according to claim 1. . 生体試料由来の検査液に含まれる分子量5千〜6万ダルトンのタンパク質の同定方法であって、
(1)請求項1記載の方法により検出された前記タンパク質又は当該タンパク質がペプチド分解により断片化されたペプチドを回収する工程、及び
(2)前工程により回収された前記タンパク質又は断片化されたペプチドを質量分析する工程
を有することを特徴とする同定方法。
A method for identifying a protein having a molecular weight of 5,000 to 60,000 daltons contained in a test liquid derived from a biological sample,
(1) a step of recovering the protein detected by the method of claim 1 or a peptide in which the protein is fragmented by peptide degradation; and (2) the protein or fragmented peptide recovered in the previous step. A method for mass spectrometry.
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