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液质联用高分辨质谱仪
2015-04-30 | 作者: | 【 】 【打印】【关闭

通过2014年修购专项资助,我所质谱室购置的液质联用高分辨质谱仪(Orbitrap Fusion)已于2014年12月安装调试完毕(图1),并加入仪器设备共享管理平台,现接受网上预约,样品检测服务。该仪器网上名称:液质联用高分辨质谱仪[Orbitrap Fusion]。安装地点位于微生物所A116D房间。具体检测项目和收费标准、技术体系介绍等请后续关注“所级公共技术服务中心”网页。 联系人:罗元明、王前、孙树涛;电话:64807432,64806023。 

 1. 纳升级液相色谱-高分辨质谱仪(Orbitrap Fusion)系统


该仪器和目前区域中心同类仪器(如QE及Orbitrap Elite)相比,其分辨率最高、功能最强大,可广泛用于蛋白质组学、修饰组学、代谢工程及合成生物学及生命科学产业化技术等领域。该仪器的主要性能及技术特点如下: 

1.高分子量蛋白及其复合物分子量测定: 因为该仪器分辨率高达450,000(m/z 200),可测定100 KD以上的蛋白及蛋白复合物的分子量,从而可有效预测蛋白翻译后修饰、蛋白相互作用及蛋白与小分子相互作用。典型的应用就是在生物医学领域,可快速测定治疗用蛋白及抗体分子量,从而有效进行药物质量控制(QC)。 

 图2. Orbitrap Fusion质谱仪测定抗体混合物的分子量

 

2.极低丰度蛋白的鉴定: 该仪器具有极快的扫描速度,每秒钟最快可采集20张质谱图。对于低丰度磷酸化蛋白及其他修饰蛋白的鉴定性能突出,特别是在单细胞蛋白质组学领域具有潜在应用价值。和区域中心相关研究所目前具有的QE及Orbitrap Elite质谱仪相比,Orbitrap Fusion质谱仪的灵敏度有明显提高,如图3所示。 

 图3. Orbitrap Fusion质谱仪较QE及Elite质谱仪的灵敏度有明显提高

基于该性能的服务项目包括:蛋白复合物分析;蛋白组分析;基于iTraq(或TMT)的比较蛋白组分析、修饰组分析及比较修饰组分析等。 

3.超强的翻译后修饰分析能力:由于该仪器配置了最新的内置ETD离子源,在串联质谱分析时,主链的肽键优先断裂,而侧链可保持相对完整性,从而在翻译后修饰研究(如糖基化、磷酸化)及相互作用位点研究方面具有独特的优势(如小分子药物作用位点),如用ETD源对糖肽的鉴定,如图4所示。 

 

图4. 利用ETD源对血红色结合蛋白糖肽糖基化位点的鉴定

 

4.靶向定量蛋白质组学分析性能: 该质谱仪具有四极杆离子选择功能,可对具有重要功能的靶蛋白进行相对和绝对定量,在代谢工程及合成生物学领域具有巨大应用潜力,可用于筛选酶、抗生素、优化菌株及产品工艺等。 

注意:靶向定量蛋白质组学分析主要以项目整体的形式实现对课题组的服务(单次检测没有任何意义),为课题组提供整套的研究方案,帮助课题组合理设计实验,发表高水平文章,以及优化成熟的产品工艺。 

 

5. 完整蛋白的序列分析(Top-down技术): 该仪器结合ETD模式及HCD裂解模式,可以对不经过酶切的完整蛋白进行串联质谱分析,如图5所示,利用HCD模式结合ETD裂解实现对碳酸酐酶的Top-down测序分析。利用该仪器的Top-down分析能力,可实现对蛋白突变位点及翻译后修饰位点分析,是对Bottom-Up技术的有效补充,在细菌鉴定、表面标志物鉴定等领域有较大的应用前景。 

 

 

图5. HCD MS2结合ETD MS2及MS3实现对碳酸酐酶的Top-down分析 


6.在产业化技术(产品工艺)开发领域:结合该仪器的高分辨能力、四极杆离子选择性能及高灵敏度等优异性能,加大对产业化技术及工艺的开发,加强对课题组成果转化的技术支撑。拟开发的产业化技术包括(但不限于)疫苗研制技术、重组表达蛋白药物二硫键位点鉴定及定量技术、药物蛋白糖基化鉴定技术、工程菌株(细胞)筛选技术、蛋白及酶筛选技术、biomarker筛选技术等。

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