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新冠病毒检测研究新思路 Affi-BAMS

发布时间: 2020-07-07 11:44 来源:布鲁克(北京)科技有限公司-质谱仪器

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  新冠病毒的快速检测对于对于病毒携带或感染者的筛查至关重要,也是影响疫情防控的关键因素。当前,实时荧光RT-PCR依然是病毒检测的主要方法,而分析科学家正尝试利用MALDI-TOF的简单、快速、准确和灵敏等特点,将Affi-BAMS这一靶向蛋白组学的研究方法应用于新冠病毒的检测和分析中。与核酸检测不同,Affi-BAMS可以特异性的检测病毒抗原的S蛋白,为新冠病毒的检测和研究提供新的思路。

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图1. 左图为SARS-CoV-2病毒,右图为病毒的S蛋白(spike S glycoprotein)

  Affi-BAMS是什么?

  Affi-BAMS是Affinity-Bead Assisted Mass Spectrometry(亲和磁珠辅助质谱技术)的简称,是一种利用免疫亲和技术对靶蛋白(多肽)进行特异性检测的解决方案。该方案是基于布鲁克MALDI-TOF质谱技术,由布鲁克和Adeptrix公司共同开发。Affi-BAMS将免疫磁珠,微阵列和MALDI-TOF质谱三种常见生化分析技术结合起来,可以实现多靶点的蛋白检测和定量。

  Affi-BAMS怎么做?

  生物样本首先进行细胞裂解,裂解后的蛋白溶液进行酶解,被抗体包被的磁珠加入酶解后的多肽溶液中形成悬浮液,经孵育后,目标多肽被磁珠上的抗体捕获。结合多肽的磁珠被转移至可导电的载玻片上,这一载玻片与多孔格硅橡胶垫片紧密贴合,每个磁珠被硅胶网格独立隔开,经过多孔格硅橡胶垫片的介导,磁珠在载玻片上呈微阵列分布。通过基质喷雾仪对磁珠阵列进行MALDI基质的喷涂,磁珠阵列暴露在含有MALDI基质的气溶胶里,其上结合的多肽会被洗脱到各自的微孔中。待溶剂蒸发后,洗脱得到的多肽与MALDI基质在载玻片上形成共结晶的斑点。将硅橡胶垫片移除,空气流吹走载玻片上残留的磁珠,通过MALDI-TOF分析载玻片上的每个独立的阵列斑点,可以得到相应斑点中存在的多肽的质谱信息。图2为Affi-BAMS工作流程的示意图。

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图2. Affi-BAMS工作流程,生物样本经过蛋白提取和酶解后,通过免疫磁珠富集目标多肽(蛋白),磁珠通过多孔格硅橡胶垫片介导,转移至导电载玻片上,通过基质喷雾仪进行基质喷涂后,目标多肽从磁珠上洗脱下来,在载玻片上形成阵列斑点,经MALDI-TOF分析以实现对靶蛋白的快速检测和定量。

  Affi-BAMS有何用?

  Affi-BAMS在靶向蛋白组学中有广泛的应用,目前已经研发出一系列试剂盒,可以实现对特定靶蛋白的检测和定量分析。以阿尔兹海默症的研究为例,图3为经过免疫磁珠富集后,正常人和患者脑脊液中β-淀粉样蛋白MALDI-TOF分析结果的对比情况,该方法可以特异性地鉴别从aa672到aa713的19个多肽片段。以其中Aβ1–40多肽为基准对其他多肽的MALDI-TOF质谱图进行归一化处理后,可以看出正常人和患者样本中β-淀粉样蛋白的含量存在明显差异。

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图3. 通过Affi-BAMS可以检测最多18种β-淀粉样蛋白的多肽,红色质谱图为对照组,蓝色质谱图为患者组。

  Affi-BAMS还能检测病毒?

  Affi-BAMS可以用于新冠病毒抗原的检测,使用免疫磁珠特异性结合病毒的S蛋白(spike S glycoprotein),可以实现微量样本中S蛋白的富集,大大提高质谱分析的灵敏度,富集后的蛋白采用MALDI-TOF进行分析,从而实现新冠病毒的快速检测。目前,针对于新冠病毒S蛋白的免疫磁珠已经处于最终测试阶段。

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图4. SARS-CoV-2的S蛋白被免疫磁珠富集后,通过MALDI-TOF检测的质谱图,上图为阳性结果,下图为阴性对照。

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