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LUMTECH Sin-QuEChERS 一步净化多残留

LUMTECH Sin-QuEChERS 改良QuEChERS方法,特定的吸附材料,实现“一步净化”多残留。


品牌:LUMTECH

名称:LUMTECH Sin-QuEChERS TEA  茶叶专用净化柱(112-9669-362)


LUMTECH  Sin-QuEChERS TEA 茶叶专用柱,采用特定的吸附材料,能够有效去茶叶中的色素、茶多酚等干扰物,获得优异的净化效果,保证结果准确性和重现性,得到更好回收率。

适用于茶叶中有机磷、有机氯、氨基甲酸酯类残留测定,样品制备时间仅需10分钟。


订货信息

  应用

名称

规格

货号

农残净化专用柱(茶叶专用)

LUMTECH  Sin-QuEChERS TEA

112-9669-362

 30支/盒

中药农残净化柱

LUMTECH Sin-QuEChERS Herb

112-9669-367

  30支/盒

农残净化专用柱(简单基质)

LUMTECH  Sin-QuEChERS Nano 

112-9669-360

   30支/盒

农残净化专用柱(如韭菜类、菠菜类等)

LUMTECH  Sin-QuEChERS Nano 

112-9669-361

   30支/盒

动物源性和油料(复杂基质)样品兽药残留分析

LUMTECH Sin-QuEChERS Fat

112-9669-365

30支/盒

适用于AOAC2007.01方法/盐析(茶叶、中药,部分兽药残留)

LUMTECH QuEChERS盐析包/萃取盐包  

112-9670-110

   50支/盒

适用于EN 15662方法/盐析(果蔬农残)

LUMTECH QuEChERS盐析包/萃取盐包

112-9670-112

   50支/盒

兽药残留(复杂基质)专用盐析

LUMTECH QuEChERS盐析包/萃取盐包

112-9670-111

30支/盒


联系方式

北京绿绵科技有限公司

TEL:010-82676061/2/3/4/5/6/7转207分机

E-mail:bin_qu@lumtech.com.cn 

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全柱成像等电聚焦毛细管电泳仪生物医药和食品安全解决方案

发布时间: 2015-01-22 15:40 来源: 北京绿绵科技有限公司


     全柱成像等电聚焦毛细管电泳技术(cIEF -WCID), 彻底颠覆了传统电泳技术在蛋白质分析中的定义。通过cIEF-WCID技术,复杂蛋白质的分离和pI点的测定变得异常轻松:高分辨率、高效分离、准确pI 点测定和超高分析通量,成为蛋白质药物、抗体药物研发、质量控制、蛋白质组学基础研究和生物相互作用机制探索的强有力工具。

蛋白质pI的测定

来源:北京绿绵科技有限公司

直接、准确、快速的蛋白质 pI点测定:分析时间小于10 分钟,测定准确而且重复性出色 (见图1-1和图1-2),常规方法难以与其相比拟。

1-1蛋白质药物pI点的准确测定(均一性研究)

1-2不同来源 EPO的 pI 点测定(多肽类兴奋剂的检测)

下载地址: 蛋白质 pI 的测定.pdf

蛋白质分离、纯度检测和定量分析

来源:北京绿绵科技有限公司

        蛋白质分离、纯度检测和定量分析:蛋白质药物和抗体药物的纯度检测和质控、蛋白质纯化后的纯度监控都是工业界和蛋白质组学研究的重点,cIEF-WCID是复杂蛋白质分离的强有力手段。

        图2-1展示了运用cIEF-WCID技术研究蛋白质药物在贮存0-6月时稳定性考查及其纯度测定,其酸性和碱性降解蛋白能够快速和准确测定其pI 值,其纯度稳定性检测见表2-1 。

2-1 cIEF-WCID用于蛋白质药物稳定性的考察

2-1蛋白质药物主成分和降解产物的 pI 点测定和纯度考察

下载地址: 蛋白质分离、纯度检测和定量分析.pdf

蛋白质的生物相互作用研究

来源:北京绿绵科技有限公司

       蛋白质的生物相互作用研究:cIEF-WCID能够动态检测蛋白质和抗体药物的聚焦过程(图3-1),能够直接和动态监控生物大分子、蛋白质-药物之间的相互作用,这些生物大分子的相互作用能够直接反映其功能和活性机制。

3-1蛋白质和抗体药物的cIEF-WCID动态聚焦过程

       抗体(Ab)-  抗原(Ag)的相互作用在蛋白质药物和疫苗药物的研发和工业化生产中起到非常重要的作用,不仅能够阐明治病机制、药理机理,而且对于蛋白质药物的质量控制 和生产工艺起到决定性的作用。图3-2阐明了cIEF-WCID技术在Ab-Ag相互作用研究中的应用,其复合物能够被高分辨测定,相互作用能够被动态表 征。

 

3-2cIEF-WCID技术用于Ab-Ag相互作用的研究

         蛋白质和小分子药物的相互作用对于阐明药物的治病机理以及药理学和药物制剂的研究非常重要,图3-3展示了cIEF-WCID技术研究人血红蛋白 A0 和顺铂类抗癌药物Cisplatin的相互作用,随着二者相互作用时间的延长,HBA-Cislatin的复合物被观察到,而且随着Cisplatin的 比例提高到100倍时,其相互作用显著增强,复合物在相互作用时间为3个小时就能被显著观察到,为不良反应监测的药物作用机制提供基础性数据。

      

HBA – Cispaltin = 1:1   HBA – Cispaltin = 1:100

3-3人血红蛋白 A0 – Cisplatin 的相互作用

        蛋白质-脂质体的相互作用对于药物在体内的转运、蛋白质功能的体现以及药物剂型的研究等基础科学领域发挥着重要作用,图3-4展示了cIEF-WCID动 态监测胰蛋白酶抑制剂– PC/PS(8:2, mol%) 的相互作用,二者在较低pI点区域的复合物被成功检测,而其他传统分析技术无法直接和动态观测到此类大分子之间的相互作用。

3-4 cIEF-WCID动态检测蛋白质-磷脂复合物的形成

        钙结合蛋白在生物体内有其特殊的生理作用,在钙离子的吸收转运和生物信息的传递等方面意义重大,蛋白质-钙离子的相互作用研究能够诠释其作用机制,图3-5展示了cIEF-WCID研究 Ca2+ 和磷酸化酶b的相互作用,随着钙离子浓度的提高,二个不同结合部位的钙结合蛋白(在较高的pI点) 能够被成功检测。

图3-5:cIEF-WCID研究 Ca2+ 和磷酸化酶b的相互作用

        蛋白质-DNA的相互作用对于阐明生物化学的本质非常重要,是一类重要的生化反应,图3-6展示了cIEF-WCID技术用于动态研究蛋白质-DNA的相互作用及其复合物的形成。

3-6cIEF-WCID用于SSB-fDNA 相互作用及其复合物的形成

 

下载地址: 蛋白质的生物相互作用研究.pdf

蛋白质的结构研究

来源:北京绿绵科技有限公司

蛋白质的结构研究:cIEF-WCID是研究蛋白质结构变化的黄金手段,直观、简单和高通量。图8-1显示了cIEF-WCID用来研究胰岛素在DTT(二硫苏糖醇)诱导还原过程的结构变化,随着还原时间的延长,其双硫键被破坏,酸性蛋白的还原产物被观察到。

8-1cIEF-WCID表征胰岛素在DTT诱导还原过程

图8-2显示了cIEF-WCID研究β-乳清蛋白 B在60oC下的热稳定性,实验表明在高温下,β-乳清蛋白 B极不稳定,迅速变性和降解,产生碱性降解蛋白(峰3)。

8-2cIEF-WCID研究β-乳清蛋白 B在60oC下的热稳定性

 

研究表明,脂质体的加入能够显著提高蛋白质的热稳定性,蛋白质通过插入到脂质体的疏水性双分子层,提高了其化学稳定性,见图8-3。

8-3cIEF-WCID表征脂质体对蛋白质热变性的保护作用

下载地址: 蛋白质的结构研究.pdf

蛋白质药物和抗体药物的质量控制和工艺研究

来源:北京绿绵科技有限公司

       蛋白质药物和抗体药物的质量控制和工艺研究:cIEF-WCID是蛋白质药物和抗体药物和工艺研究的强有力手段,图7-1表征了不同的抗体药物和治疗性蛋白质药物的成分,为质控和工艺研究提供基础性研究数据。

 

7-1cIEF-WCID表征抗体药物和治疗性蛋白质药物的成分

        图7-2显示了cIEF-WCID对人α绒毛膜促性腺激素单克隆抗体的质量控制,较窄pH梯度的 ampholytes 载体(pH 4-7)展示了超高的分辨率,5个不同电荷均一性的蛋白能够被高效分离。

7-2cIEF-WCID表征人α绒毛膜促性腺激素单克隆抗体

下载地址: 蛋白质药物和抗体药物的质量控制和工艺研究.pdf

临床化学

来源:北京绿绵科技有限公司

       临床化学:cIEF-WCID技术可应用到与疾病相关的蛋白和多肽生物标记物的诊断,图5-1展示了肺癌和肠癌病人服用顺铂抗癌药Oxaliplatin和Cisplatin后,血清Hb A0-药物复合物的表征,实验表明健康人服用顺铂抗癌药后其与Hb A0复合物的表征与肺癌和肠癌患者存在明显的差异。

5-1cIEF-WCID研究顺铂抗癌药与Hb A0的相互作用(健康人和癌症患者的差异性表征)

      cIEF-WCID还可以应用到血液病的临床诊断(图5-2),血红蛋白电泳临床意义如下:

(A) HbA2升高,可见于维生素B12或叶酸缺乏所致的巨细胞贫血、部分轻型珠蛋白生成障碍性贫血;
(B)HbA2降低见于缺铁性贫血;
(C)HbF升高可见于纯合子β珠蛋白生成障碍性贫血、杂合子β珠蛋白生成障碍性贫血和正常新生儿;
(D)其它血液病:
1.主要成分为HbS,而无HbB,可见于镰形细胞血红蛋白病;
2.HbS、HbF和HbA2轻度增加,而HbA极少或消失,结合调查可诊断为HbS-β-海洋性贫血,多见于地中海地区。
3.除HbS外,含有10%-30%HbA和轻度增高的HbF及HbA2,也可考虑HbS-β-海洋性贫血;
4.HbS占20%-30%,HbA占65%-75%,并含有正常的HbF和HbA2,可诊断为HbS-α-海洋性贫血;
5.HbA消失,HbC占总血红蛋白的28%-44%,可诊断为血红蛋白病,多见于黑人,血片中可见较多的靶形细胞;
6.有HbS,还出现HbD,血片中有靶形细胞,可诊断为血红蛋白D病,我国北方较多见;
7.电泳结果出现HbE,可诊断为血红蛋白E病,主要见于东南亚、印度等,我国以广东南部多见。

5-2cIEF-WCID表征血液病诊断中标志性的血红蛋白(上图)和镰形细胞血红蛋白疑似病人全血中的高强度Hb S的表征

        cIEF-WCID还可以应用到糖尿病的临床诊断(图5-3):糖化血红蛋白控制在4%~6%,表示血糖控制正常;糖化血红蛋白控制在6%~7%,血糖控 制比较理想;糖化血红蛋白控制在7%~8%,血糖控制一般;糖化血红蛋白控制在8%~9%,表示血糖控制不理想,需加强血糖控制,多注意饮食结构及运动, 并在医生指导下调整治疗方案。糖化血红蛋白>9%说明血糖控制很差,会引发慢性糖尿病并发症发生。

        糖化血红蛋白的检测对糖尿病治疗是有很重要的作用的,所以糖尿病患者不仅要坚持血糖监测,还要定期测糖化血红蛋白,以便能更好的了解病情,进而能更好的治疗糖尿病,预防糖尿病并发症的发生。

5-3cIEF-WCID表征糖尿病诊断中标志性的糖化血红蛋白

下载地址: 临床化学.pdf

蛋白质分子量和扩散系数的测定

来源:北京绿绵科技有限公司

      蛋白质分子量和扩散系数的测定 (2D分离):cIEF-WCID可以用于蛋白质分子量和扩散系数的测定,即2D分离,见图6-1。

6-1cIEF-WCID可以用于蛋白质分子量和扩散系数的测定

 

     表6-1列出了cIEF-WCID测定目标蛋白质和多肽的扩散系数和分子量,实验值与理论值基本相符。

表6-1:cIEF-WCID测定目标蛋白质和多肽的扩散系数和分子量

下载地址: 蛋白质分子量和扩散系数的测定.pdf

蛋白质稳定性的研究

来源:北京绿绵科技有限公司

蛋白质稳定性的研究:

      蛋白质和抗体药物的稳定性对于新药研发和质控有重要意义,图4-1显示了cIEF-WCID研究Hb A0 溶液(10µmol/L) 在 37oC 放置 3 天的稳定性,实验表明在1小时内Hb A0 溶液保持稳定(二个不同构象蛋白的pI点分别为7.13和7.27),1小时后 Hb A0发生降解,产生不同pI点的蛋白成分。

4-1cIEF-WCID研究Hb A0在 37oC 放置 3 天的稳定性

     图4-2显示了蛋白质药物在40oC放置14天和30天的稳定性考察,实验表明,在14天时,酸性杂质蛋白质的含量明显提高,主成分蛋白质的含量明显下降;在30天时,主成分蛋白几乎完全消失。

4-2cIEF-WCID研究蛋白质药物在 40oC 时的贮存稳定性

      蛋白质药物在不同的pH值溶液中的稳定性对于药物研发(剂型和服药方式)以及工艺研究非常重要,图4-3表明供研究的蛋白质药物在酸性条件下 (pH<7.0)比较稳定,主成分蛋白质的含量以及二个杂质蛋白质(酸性和碱性蛋白质)的含量没有明显改变,但随着pH进一步提高到碱性区(pH8 和9),主成分蛋白含量明显下降,3个明显的酸性蛋白质杂质能够被观察到。

4-3cIEF-WCID研究蛋白质药物在不同pH值时的稳定性

 

全柱成像毛细管技术:蛋白质和生物分析分子量和扩散系数表征的强有力工具

来源:北京绿绵科技有限公司

  扩散系数(Diffusion coefficient,D)是表征溶质分子(包括蛋白和其它生物分子)的一个重要物化参数。扩散系数除了能反映分子大小,也能反映分子形状及分子间相互 作用的相关信息。目前已有多种测定蛋白质扩散系数的方法。其中包括核磁共振、动态光散射和泰勒分散等。利用这些方法测定蛋白扩散系数通常需要经纯化的蛋 白。

  AES的全柱成像毛细管高效蛋白质电泳仪(CEInfinite)除了可以根据蛋白质等电点不同进行快速分离和定量,也可以快速的以峰参数直接计算扩 散系数和分子量大小。由于CEInfinite本身具有高分辨分离功能,在扩散系数和分子量的测定过程中,不需要纯化的蛋白。

  CEInfinite测定扩散系数的原理:

图1: 北美芥末水溶物等电聚焦分离和扩散系数的测定

  图1描述了CEInfinite北美芥末水溶物快速等电聚焦分离和扩散系数测定,在高电压的作用下,芥末水溶物在5分钟按等电点分离为不同的峰。然后 停止分离电压,分离好的电泳峰由于分子扩散随时间增加变宽。峰宽的变异系数s 和半峰宽 Wh 的关系可以用公式1表示

  (1)

  半峰宽可以直接从电泳图获得。扩散系数可以从峰宽变异系数平方对不同扩散时间(t)的做图得到(公式2)。

图2:北美芥末水溶物小分子的扩散系数测定

  (2)

  CEInfinite测定扩散系数时,是在稳态(无移动)条件下进行的。CEInfinite独特的亲水涂层毛细管克服了溶质分子在毛细管壁上的吸附 作用。使用的毛细管内径小,相对于纵向,溶质在毛细管轴向的扩散可忽略。CEInfinite的极低能耗和温度检测功能使系统恒温测定成为可能。在不同的 溶质浓度测定,结合外推技术,可以测定无限稀释蛋白质的扩散系数。由无限稀释溶质的扩散系数可以比较准确的计算出其分子量。

  CEInfinite可以给出实验温度(T)。溶媒粘度系数(h)可以直接测定得到。溶质的分子量(M)可以从扩散系数和分子量的下面关系直接得到。 (Tyn, M. T.; Gusek, T. W. Biotechnol. Bioeng. 1990, 35, 327-338.)

  (3)

  以北美芥末水溶物中的小分子为例,以峰宽(单位换算为厘米)变异系数的平方对时间(秒)做图,得到其扩散系数为5.32´10-6。实验温度 300K,溶媒粘度1cp,根据公式(3),其分子量为104. 基于同样方法,酵母酶水溶物中一溶质的扩散系数测定为4.68´10-7。在同样的实验条件下,其分子量计算为152800。

图3:酵母酶水溶物扩散系数的测定

  从图2和3可以看出,CEInfinite可以测的分子量范围非常广。小分子的测定需要几分钟,15万的大分子需要几十分钟。CEInfinite的 高灵敏度分离柱内径可以到250微米,可以满足从分子量几十的小分子到分子量几百万的疫苗和细菌的等电聚焦分离、扩散系数和分子量的测定。

下载地址: 全柱成像毛细管技术:蛋白质和生物分析分子量和扩散系数表征的重强有力工具.pdf

食品安全、植物生理学和功能性蛋白的监测和控制

来源:北京绿绵科技有限公司

       食品安全、植物生理学和功能性蛋白的监测和控制:A)cIEF- WCID 能够应用到食品中功能性蛋白质的监测和质量控制(乳制品、蛋白营养性食品等),以及肉类食品的品种鉴定和表征(包括不同饲料喂样对肉质的影响),在食品安 全领域有着广阔的应用空间;B)cIEF-WCID 在研究植物蛋白的功能及其表征有着巨大的研究空间。

       乳制品(尤其是婴儿奶粉)的质量控制和功能性蛋白的表征对于食品安全非常重要,目前还没有合适的方法用于此领域的研究。我们的研究表明,cIEF- WCID技术在此领域有着巨大的应用空间(见图9-1和9-2)商品化酸奶显示了比脱脂奶粉更加复杂的多肽和酸性蛋白质的表征,以及丰富的菌种多样性表 征。

9-1脱脂奶粉中营养标志性蛋白的表征 (酪蛋白和乳清蛋白)

9-2商品化酸奶中营养标志性蛋白的表征

        研究表明,与商品化酸奶相比,家庭自制酸奶的蛋白成分比较少,显示了比较简单的多肽和蛋白质表征,以及简单的菌种多样性(图9-3);这些差异与不同的发酵工艺紧密相关。

9-3cIEF-WCID用于家庭自制酸奶中营养标志性蛋白的表征

       婴儿奶粉中乳清蛋白是标志性的营养成分,cIEF-WCID能够快速和准确的测定其中的乳清蛋白。

9-4cIEF-WCID用于婴儿奶粉中营养标志性乳清蛋白的测定

         cIEF-WCID还用于酵母(用于发酵制作面包和馒头)和老面团中功能性蛋白的表征(图9-5和9-6),实验表明酵母样品中呈现多样化酸性蛋白的表征。

9-5cIEF-WCID用于酵母中功能性蛋白的表征

9-6cIEF-WCID用于老面团中标志性蛋白的表征

        对于奶制品中营养性蛋白的控制和检测,cIEF-WCID是高效和准确的技术(见图9-7和9-8),样品处理简单、蛋白表征准确和高通量分析。

9-7cIEF-WCID表征奶制品酸化和离心后上清液中的乳清蛋白

9-8cIEF-WCID表征奶制品酸化和离心后沉淀中的乳酪蛋白的表征 (4M 尿素增加蛋白质的溶解度)

        cIEF-WCID还可以用来表征麦芽中的植物性功能性蛋白质(见图9-9),是育种和植物生理学等基础性研究的强有力工具。

9-9cIEF-WCID表征麦芽中麦芽蛋白(植物性蛋白)的表征

        芥末中富含植物蛋白质和活性酶,芥末的产地和加工发酵方法不同,其所含蛋白质和活性酶组成的指纹图谱存在明显差异,cIEF-WCID能够轻松的表征这种 差异(见图9-10),日本芥末中酸性蛋白质的组成比北美芥末更丰富;而北美芥末中碱性蛋白质的含量更高、组成更复杂。

9-10: 北美芥末和日本芥末中蛋白质和活性酶的差异表征

        鱼肉蛋白和鱼粉中的蛋白存在很大差异(见图9-11),cIEF-WCID研究表明,鲑鱼肉中功能性蛋白的指纹图谱和鱼粉相比更加丰富,而且酸性蛋白的含量很少。因此,cIEF-WCID能够用于鱼种属、鱼肉品质、鱼肉掺假和鱼粉质量的研究。

9-11: 鲑鱼肉和鱼粉中功能性蛋白质的差异表征

        同样,cIEF-WCID是肉类种属和真伪鉴别的强有力工具,见图9-12。猪肉、羊肉和牛肉中功能性蛋白存在明显差异,每种肉类都有其标志性的蛋白质,这是肉类真伪鉴别的重要基础。

9-12:  猪肉、羊肉和牛肉中功能性蛋白的差异表征

         乳清蛋白和酪蛋白是奶类制品的重要标志性蛋白,也是蛋白质化学中重要的目标蛋白,在蛋白质结构和性质的研究中非常重。cIEF-WCID能够轻松展示其在不同聚焦时间阶段cIEF的电泳图谱,监控蛋白质的稳定性和结构变化(图9-13)。

9-13:  动态监控乳清蛋白和酪蛋白的cIEF聚焦过程

 

下载地址: 食品安全、植物生理学和功能性蛋白的监测和控制.pdf

 

CEInfinite优点:为什么要选择全柱成像等电聚焦毛细管电泳仪

来源:北京绿绵科技有限公司

  新一代的CE-WCID系统毛细管电泳仪、自动进样器及其消耗品),有着专利化的设计和卓越的性能,为客户提供了蛋白质和抗体药物分析(蛋白质药物工业和基础研究)的强大工具:

  1) 超高蛋白质pI点的分辨率(△pI<0.01);

  2) 超高通量的蛋白质和抗体药物分析(分析时间<10 min);

cIEF -WCID连续50自动进样分析出色重复性、高分辨率和准确的pI点测定

  3) 采用CMOS(Complementary Metal-Oxide-SemicondutorTranslator,互补性金属氧化物半导体)作为成像检测技术,代替了传统的CCD成像技术,具有 高速数据采集、宽线性范围、绿色节能、超高检测灵敏度和和仪器稳定性等优势,这是工业标准的重要基础;

高通量、自动化和功能强大的数据采集和处理软件

  4) 拥有超高稳定性的自动进样系统(Alcotte719)和功能强大的操作和数据处理软件,具有自动数据匹配、pI值自动软件计算等功能;

AES专利化合成的高准确度和高化学稳定的pI Marker

  5) 目前世界上最全的pI标记物 (pI Marker):29种pI Marker(pI point from 2.8 to11);最完善的pH载体(carrier ampholytes):四种专利化独有的Aeslytes pH 3-10、 Aeslytes pH 2.5-5、 Aeslytes pH 5-8 和 Aeslytes pH 8-10.5,并可以根据客户需要定制高分辨的pH范围;

超高分辨率的pH 载体 (与其它商品化的pH 载体相比,具有更高的pI分辨率和稳定性)

  6) 完善和多样化的涂层毛细管Cartridge,极大提高了蛋白质分离的灵敏度和分辨率;

  7) 仪器的安装维护简单、快捷;

  8) 完备的蛋白质和抗体分析的解决方案和售前和售后团队;

  9) 体积小、重量轻(14公斤),适于现场便携式分析;绿色低耗能(仅1瓦电耗)。

绿绵科技推出领先的电泳耗材解决方案

来源:北京绿绵科技有限公司

  2014年岁末,绿绵科技携手AES重磅推出电泳仪生物耗材,是的绿绵科技可以同时为客户提供全柱成像等电聚焦毛细管电泳、29种pI标记物、9种两性电解液载体、分离柱供应商。

  · 两性电解液载体具有稳定的pH线性梯度、低紫外吸收、低蛋白相互作用的特点

  · 29种pI标记物,pH范围2.8-11,抗酶解

  · 多种类型分离柱,分辨率高,推出优化的200μm内径分离柱

  更多信息请点击绿绵科技官网产品链接:

  pI标记物:http://www.lumtech.com.cn/products/product_id-165.html

  电解质载体和电泳仪分析溶液:http://www.lumtech.com.cn/?type=products&product_id=10

  毛细管电泳分离柱:http://www.lumtech.com.cn/products/product_id-174.html

  网络购买可访问安特商城:http://lumtech.antpedia.com

  样本下载: 电泳耗材(低版本).pdf

CEInfinite: 全柱成像新技术 拓展蛋白质分析无限想象空间

来源: 分析测试百科

  【导语】用液相色谱法分离分析多肽或一些小蛋白的方法已经很成熟,但若要分析较大的蛋白质分子,科学和工业界都会选择电泳技术,比如在生物制药行业中做提纯后蛋白质的分析表征。不过,不管是凝胶电泳还 是传统的毛细管等电聚焦,电泳实验可真不是好做的,方法开发困难、实验时间长、重现性差、操作复杂、线性范围窄等等一系列问题,让实验者头痛不已。从上世 纪90年代末开始至今,很多国内外文献都报道了一种全柱成像毛细管等电聚焦技术,可以突破以上电泳技术的种种极限,并给予蛋白质分析实验者各种应用和想象 的空间。加拿大AES公司推出的CEInfinite型全柱成像等电聚焦毛细管电泳仪(cIEF-WCID),正是这种新技术的成功商品化应用。近日,小编有幸采访到AES公司的总裁兼CEO黄铁民博士和北京绿绵科技有限公司欧阳伟民总经理,他们将为我们详解CEInfinite在蛋白质分析中的应用,希望对所有关注蛋白质分析的研究者有所帮助……

AES公司总裁兼CEO黄铁民博士(左)与北京绿绵科技有限公司欧阳伟民总经理(右)合影

CEInfinite 全柱成像等电聚焦毛细管电泳仪(cIEF-WCID)

全柱成像等电聚焦毛细管电泳仪(cIEF-WCID):

不移动已聚焦固定的蛋白质区带,直接“拍照”检测

  谈到cIEF-WCID的定义,先得谈谈IEF和cIEF的由来。

  名词解释:

  IEF:等电聚焦电泳,iso-electric focusing electrophoresis

  CE:毛细管电泳,capillary electrophoresis

  cIEF:等电聚焦毛细管电泳,capillary iso-electric focusing electrophoresis

  cIEF-WCID:全柱成像等电聚焦毛细管电泳,capillary iso-electric focusing electrophoresis -whole column imaging detection)

  等电聚焦电泳IEF技术是表征蛋白质及其他生物高分子的一种主要方法。在生物制药行业,IEF是一种有30年历史的常规方法,用于生产过程分析、药物制剂研究分析及最终产品的质量控制分析,最早是用凝胶IEF实现。然而,作为一种重要的蛋白质分析方法,凝胶IEF分析基本上是非自动化的手工操作,分析速度慢、只能半定量。早在70年代末80年代初大家就认识到,如果IEF技术能转移到分离柱里进行操作,它的分析速度、自动化程度及定量分析的能力就会大大地提高。毛细管为分离柱的IEF方法即毛细管等电聚焦cIEF在1985年被首次报导。它是将带有两性基团的样品、载体两性电解质、 缓冲剂和辅助添加剂的混合物注入毛细管内,当在毛细管两端加上直流电压时,载体两性电解质可以在管内形成一定范围的pI梯度,样品组分依据其所带电性向阴 极或阳极泳动,柱内pI值与该组分的等电点(pI)相同时,溶质分子的净电荷为零,宏观上该组分将聚集在该点不再进一步迁移,达到使复杂样品中各组分分离 的目的。

  过去,cIEF方法是用商品通用毛细电泳CE(capillary electrophoresis)仪器来完成的,我们称之为传统单点检测cIEF。起初人们对这种传统cIEF报有很大希望:因为使用分离柱操作IEF, 将会减少样品用量,大大提高分析速度,实现自动化及定量。科学界内期望cIEF被长期使用凝胶IEF技术的分析人员所接受,进而在生物制药行业内代替凝胶 IEF技术。但是,这些期望没有实现。究其原因,主要是用通用CE仪器来做传统单点检测cIEF方法有很多不可克服的困难。

  传统单点检测cIEF的主要问题是移动过程(mobilization process)。在IEF聚焦过程结束时,各蛋白质组份都已在毛细管内形成不移动的窄区段。但由于通用CE仪器的检测器都是单点检测器,用这种仪器去检测那些不动的蛋白质区段就要有一个移动的过程——把这些已经聚焦好、固定好的蛋白质区段,再推到单点检测器的检测点。传统单点检测cIEF技术的困难与麻烦都是来自这个移动过程。凝胶IEF虽然没有这个过程,但产生的最大问题是分辨率差,方法优化麻烦,分离时间长及重现性不好。

  那么,是否可以开发一种既利用了毛细管等电聚焦电泳高速、高分离度的特点,又能直接检测已固定聚焦好的蛋白区段的技术?

  这时,人们会想到“照相”,透过毛细管,对这些聚焦好的区段直接拍照不就行了?

  不过,真正设计成仪器,就得考虑透过毛细管拍照的速度、灵敏度、线性范围、实际操控的方便性、稳定重现性等等一系列问题。

  终于,CEInfinite型全柱成像等电聚焦毛细管电泳仪cIEF-WCID(whole column imaging detection)横空出世,它是电荷耦合装置 (CCD) 成像技术和微分离技术发展到一定高度后的产物,CEInfinite利用更为先进的CMOS成像技术对整个微分离通道(长度通常为3-8厘米)内的分离进行成像检测,检测信号可以是紫外吸收、折射指数梯度或激光诱导荧光。

单点检测毛细管电泳原理图:将待分析溶液引入毛细管进样一端,施加直流电压后,各组分流向毛细管出口端,按阳离子、中性粒子和阴离子及其电荷大小的顺序通过检测器。依据迁移时间确定样品,利用朗伯-比尔定律对样品进行定量。但是普通毛细管电泳分离能力较弱、分析时间长、对PH值要求高,且重现性差。

 全柱成像毛细管电泳技术的原理图:在高压下,样品通过具有涂层柱的毛细管,根据蛋白质pl点的不同在毛细管内聚焦,CMOS照相机可以直接检测不同蛋白质的pl点。撤掉电压后,样品峰经过扩散,利用朗伯-比尔定律可对样品进行定量,并可进行分子量测量、或对分子间相互作用进行研究。

CEInfinite型cIEF-WCID和传统单点检测cIEF、凝胶IEF的比较

分析速度:远远超过其它技术

  在蛋白质pI点测定这个最核心的传统项目上,CEInfinite cIEF-WCID(全柱成像等电聚焦毛细管电泳仪)耗时小于10分钟,传统单点检测cIEF 45分钟,凝胶IEF 400分钟。

cIEF-WCID (红色); 传统单点检测cIEF(cIEF,绿色)和凝胶等电聚焦(Gel IEF,兰色)的分析时间比较

全面比较:CEInfinite处处领先

 

 

凝胶IEF

传统单点检测cIEF

CEInfinite cIEF-WCID

实验难度

自动化

不行

可以

可以

pI测定和峰鉴定

不准确

准确

准确

定量

不行

可以

可以

分辨率

很差

较好

极佳

重复性

很差

还可以

非常好

pI范围

非常宽

方法运行时间

非常长 400分钟

长 45分钟

短, 小于10分钟

方法开发时间

非常长

 
  从上表可见,CEInfinite型全柱成像等电聚焦毛细管电泳仪(cIEF-WCID) 在分析通量、分辨率和重复性等方面均占突出的优势,非常适合蛋白质分析的基础研究、工业化标准和法规检测。对于基础研究,它大大节省了科研工作者方法开发的时间和精力成本,助力科研工作者做出更漂亮的工作。对于生物制药等工业化领域,它带来的直接好处就是增加效益、降低成本。对于法规检测机构,它大大降低了对实验人员的技术要求,便于方法的普及推广和真正贯彻实施。

 

与传统单点检测cIEF的技术细节比较

  原理上,两者的区别很大;在实际的技术细节上,CEInfinite也显示出强大的优势。


参数

传统单点检测cIEF

CEInfinite

CEInfinite的优势

分离柱内径

小于75微米

100-250微米

光程更长,灵敏度更高

电压

高于2万伏

低于0.5万伏

操控更简单、更安全

柱长

长于40厘米

3-5厘米

分析时间更快

是否需要电渗流

需要电渗流

不需要电渗流

操控更简单

是否需要多次清洗

需要多次清洗

不需要多次清洗

操控更简单

方法的建立

建立方法困难

建立方法非常容易

对研究和检测都更有利

线性范围

线性范围窄

线性范围宽

更适于定量

重复性

重复性差

重复性媲美HPLC

更适于定量

 

与凝胶IEF比较——更快、更省、更人性化

  黄博士表示:“凝胶电泳是最传统的技术,需要的分离时间长,需要大量的人力物力,也需要消耗大量的消耗品,它的结果只能是半定量,不能完全定量,而且不能实现自动化。而CEInifinite全柱成像毛细管等电聚焦电泳保持了凝胶电泳直观和高分辨率;具有快速,自动,定量的特征;方法建立简单,重复性好,检测线性范围宽;还具有成像检测独有的多参数分析。”

  “目前,我们已利用微流控技术,将CEInfinite和质谱联用。可以摆脱传统双向凝胶电泳和质谱分析技术在离线分离分析方面的种种困扰,并解决传统单点聚焦CE-MS联用的种种历史遗留问题,大大推动蛋白质组学、生物医药研发等领域的发展。”黄博士兴奋地表示。

CE-WCID的技术优势

CMOS照相机——检测整个分离通道内的各组分的动态变化

  CEInfinite采用照相机CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Translator,互补性金属氧化物半导体)作为成像检测技术,代替了传统的CCD成像技术,具有高速数据采集、宽线性范围、绿色节能、超高检测灵敏度和和仪器稳定性等优势,这是其成为蛋白质分析的黄金技术和工业标准的重要基础。

  拥有最全的pI标记物和CEInfinite两性pH载体

  所谓好马配好鞍,做好cIEF-WCID全柱成像毛细管等电聚焦电泳实验,除了好仪器,还要有好配套。和CEInfinite系统配套的是:

  (1)目前世界上最全的pI标记物(pI Marker):30种pI Marker(pI点范围:2.8 ~11);相当于给CEInfinite提供了准确的刻度尺,保证每次实验的准确、精确。

  (2)最完善的pH载体(carrier ampholytes):四种专利化独有的Aeslytes pH 3-10、Aeslytes pH 2.5-5、Aeslytes pH 5-8 和Aeslytes pH 8-10.5,并可以根据客户需要定制高分辨的pH范围。相当于提供了4种量程,大大方便实验的操作、提高分析速度和质量。

AES专利化合成的高准确度和高化学稳定的pI Marker

CEInfinite Aeslytes 超高分辨率的pH 载体 (与其它商品化的pH 载体相比,具有更高的pI分辨率和稳定性)

出色的重复性和超高分辨率

  CE-WCID(全柱成像等电聚焦毛细管电泳仪)具有超高的蛋白质pI点的分辨率(△pI<0.01),这个指标无人能比。

蛋白质pl点的测定举例:△pI<0.01,7分钟完成实验

  蛋白质药物主要成分和降解产物的pl点测定和重复性的考查

  CE-WCID(全柱成像等电聚焦毛细管电泳仪)连续50自动进样分析出色重复性、高分辨率和准确的pI点测定

 “一机多用”

  CEInfinite是多种蛋白分析表征仪器的结合体,一种设备承担了多种分析的能力,它是蛋白质分离分析仪、是pl测定仪、是分子量和扩散系 数测定仪、是蛋白质相互作用表征仪。一种仪器、一种分析模式就能完成所有蛋白分析的整体应用和表征,甚至一次分析能获得多种应用结果。而传统CE必须通过 复杂的操作机理完成不同的应用,实用性很差。

强大的自动进样系统(Alcotte719)和数据处理软件

高通量、自动化和功能强大的数据采集和处理软件

  CEInfinite拥有超高稳定性的自动进样系统(Alcotte719)和功能强大的操作和数据处理软件,具有自动数据匹配、pI值自动软件计算等功能;

稳定的CEInfinite涂层柱

CEInfinite涂层柱

  完善和多样化的涂层毛细管Cartridge,极大提高了蛋白质分离的灵敏度和分辨率。毛细管Cartridge上具有高稳定性的涂层,极大提 高了有效使用时间;涂层具有化学惰性,无需清洗,可连续使用,且对样品添加亲水聚合物无要求。如果横向比较的话,一根色谱柱有多长使用寿 命,CEInifinite提供的涂层毛细管柱就有多长寿命。

高性能CEInfinite分离柱盒

  CEInifinite具有专有的高性能分离柱盒,其上集成了散热片,具有合适的光学狭缝,保证高检测线性范围;专有膜技术保证重复和高速进样的能力。

CEInfinite:拓展蛋白质分析无限想象空间

一、蛋白质pI的测定:黄金技术和工业标准

  CEInifinite可直接、准确、快速的蛋白质 pI点测定:分析时间小于10 分钟,分辨率△pI<0.01,测定准确而且重复性出色,常规方法难以与其相比拟。在生物制药行业,可用于生产过程分析药物制剂研究分析及最终产 品的质量控制。在生物药品制品的法规检测部门,CEInfinite同样将发挥巨大潜力,因为它对操作人员的要求不高,实验非常准确快速,便于方法推广和 法规监督的落地执行。

  参考:蛋白质pI的测定应用

二、蛋白质分子量和扩散系数的测定:一次实验实现2D分离

  CEInfinite除了可以根据蛋白质等电点不同进行快速分离和定量,接下来可以用峰参数直接计算扩散系数和分子量大小,而且一次实验就可以 完成。传统上,这种工作时由双向凝胶电泳完成的,第一维在固定化胶条上使蛋白质按等电点分离并固定;然后在第二维SDS-PAGE上,按照分子量分离蛋白 质;然后用扫描仪检测;最后用软件分析。双向凝胶电泳的整个实验耗时需几天。而且由于步骤中间有样品转移等过程,多次实验的重现性一直都是一个难题。

  黄博士当场演示了混合蛋白质的分离聚焦检测,以及让其扩散后通过测定扩散系数来计算分子量的实验。整个实验只做一次,得到各个蛋白的pI点和分子量,耗时不到1个小时,结果是非常令人震惊的!

  CEInifinite已经可以实现和质谱联用,希望和客户进行高水平的合作,并且用激光诱导荧光检测技术进一步提高CEInfinite的灵敏度,可以预计,cIEF-WCID(全柱成像等电聚焦毛细管电泳仪)技术未来将对蛋白质组学、生物制药研发领域产生巨大的影响。

  参考:蛋白质分子量和扩散系数测定的应用

            蛋白质和生物分析分子量和扩散系数表征的应用

三、蛋白质分析研究和质控的利器:

纯度检测、质控、稳定性研究、蛋白定量、食品安全、植物生理学和功能性蛋白的监控、真伪鉴别

  在生物制药行业运用CEInfinite,可方便地对蛋白质药物在贮存0-6月时,进行稳定性考查及其纯度测定,能够快速准确测定酸性/碱性降解蛋白的pI值;还可以应用于蛋白质药物主成分、以及酸性/碱性降解产物的 pI 点测定和纯度考察。

  参考:蛋白质分离、纯度检测和定量分析的应用

 

  CEInfinite还可进行蛋白质和抗体药物的稳定性研究,这对于新药研发和质控有重要意义。比如研究Hb A0 溶液(10µmol/L)在37oC放置3天的稳定性,和蛋白质药物在酸性条件下(pH<7.0)的稳定性。

  参考:蛋白质稳定性研究的应用

  CEInfinite是蛋白质药物和抗体药物和工艺研究的强有力手段,能够表征不同的抗体药物和治疗性蛋白质药物的成分,为质控和工艺研究提供基础性研究数据。

  参考:蛋白质药物和抗体药物的质量控制和工艺研究

  黄博士讲到的CEInfinite在食品安全等领域的应用非常吸引人。他说:“三聚氰胺事件反映的是,国家标准中测定的是总氮含量,而不是原来 的蛋白质含量,这就给作假

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