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《化学试剂》青年编委刘刚团队:人血清淀粉样蛋白A纯品含量的同位素稀释质谱方法研究

2024.0498人血清淀粉样蛋白A纯品含量的同位素稀释质谱方法研究.pdf

背景介绍


血清淀粉样蛋白ASerum amyloid ASAA)是机体急性期反应过程中产生的特定反应蛋白。当人体受到细菌、病毒等病原体刺激后,SAA蛋白浓度会迅速增加至正常水平的约1000倍。SAA常被用于急性感染性疾病的早期诊断、炎症反应的监测以及病情发展的标志物。目前,临床上主要采用体外诊断试剂盒的方法检测SAA,不同产品的分析结果方法缺乏一致性,导致测量结果的可比性不足。为实现对SAA的标准化检测,需要建立一个高准确度、可溯源至国际单位制(SI)的定值方法,为SAA纯度标准物质的研制以及参考测量方法的建立奠定了基础。




文章亮点

1. 创新性建立基于氨基酸水解同位素稀释质谱法的血清淀粉样蛋A对定量分析方法。

2. 基于三种氨基酸对血清淀粉样蛋白A定量并进行不确定度评定,方法的测定结果准确可靠,具有较高的精密度和准确度,样品中蛋白含量为(80.9±2.0) μg/g

3. 建立的方法可溯源至SI单位,为血清淀粉样蛋白A的量值溯源提供一条完整的溯源链,血清淀粉样蛋白A纯度标准物质的研制以及参考测量方法的建立奠定了基础。



内容介绍


1  实验部分

1.1  主要仪器与试剂

1.2  仪器分析条件

1.2.1 色谱条件

Waters Hss T3色谱柱(150 mm×2.1 mm,1.7 μm);进样量:2 μL;流速:0.2 mL/min;流动相:A相为0.1%甲酸水溶液,B相为0.1%甲酸乙腈溶液;梯度条件:0~10 min,2% B;10~11 min,2%~95% B;11~14 min,95% B;14~14.1 min,95%~2% B;14.1~18 min,2% B。

1.2.2  质谱条件

电离方式:电喷雾正离子模式(ESI+);监测模式:多反应监测模式(MRM);喷雾电压:1.0 kV;离子源温度:150 ℃;脱溶剂气温度:500 ℃;脱溶剂气流速:900 L/h;锥孔气路流速:150 L/h。各氨基酸的定量离子对、锥孔电压、碰撞能量信息见表1。

1.3  标准溶液配制

1.4  蛋白质样品的水解

1.5  蛋白质含量计算

2  结果与讨论

2.1  蛋白质样品纯度分析
采用4%20%SDS-PAGE预制胶在100 V电泳电压下进行分离电泳时间60 min
2.2  MALDI-TOF MS分子量测定

重组人SAA蛋白经过MALDI-TOF MS分析测定其分子量,得到11678.73 Da单电荷母离子峰和5841.43 Da双电荷离子峰,结果如图3所示,与理论11682.7 Da分子量吻合。


2.3  质量指纹图谱分析

重组人SAA蛋白经过胰蛋白酶酶切后,进行MALDI-TOF MS检测,结果通过Mascot蛋白鉴定软件进行分析。

2.4  蛋白水解条件优化

分别考察水解温度90110130℃,水解时间288 h时,水解后3种氨基酸及其对应同位素内标的质谱峰峰面积比变化趋势,如图5所示。水解温度超过110℃,水解时间达到40 h后氨基酸及其内标的含量没有明显变化,说明SAA水解反应到达平台期,选择110℃40 h作为最优水解条件。


2.5  线性范围、检出限和定量限

分别移取25102050100200500 μL氨基酸混合标准溶液和100 μL氨基酸同位素内标混合标准溶液,混合配制得到8个不同浓度的标准系列工作液,其中氨基酸及其对应同位素内标的浓度比分别为0.02:10.05:10.1:10.2:10.5:11:12:15:1进行LC MS/MS分析。以氨基酸及其对应同位素内标的浓度比为横坐标,质谱峰面积比为纵坐标,作线性回归得到线性方程和相关系数,分别以3倍和10倍信噪比计算方法的检出限和定量限,结果见表2


2.6 方法正确度验证

2.7 定量分析重组人SAA蛋白

3  测量结果的不确定度评价

3.1  蛋白样品中氨基酸质量比(非标记/标记)引入的不确定度

3.2  SAA样品的质量、样品中加入氨基酸同位素内标的质量引入的不确定度

3.3  方法测量的重复性引入的不确定度

3.4  水解效率引入的不确定度


4  结论

本研究采用氨基酸同位素标记物作为内标,在经过优化蛋白质样品酸水解过程中各影响因素的基础上,建立了基于氨基酸水解同位素稀释质谱法的血清淀粉样蛋白A定量分析方法。通过对蛋白质水解产物中Pro、Phe、Ile 3种氨基酸的定量和不确定度评定,得到样品中SAA蛋白含量为(80.9±2.0) μg/g。经验证,该方法的测定结果准确可靠,具有较高的精密度和准确度,测量结果可溯源至SI单位,为SAA纯度标准物质的研制以及参考测量方法的建立奠定了基础。


青年编委介绍

刘刚个人简介

上海市计量测试技术研究院,教授级高工,NIST访问学者,研究方向生物计量。全国生物计量技术委员会委员,全国生化检测标委会委员,《化学试剂》青年编委,上海市青年拔尖人才,获上海市科技进步二等奖,研发国家标准物质30余项,编制国家标准/规范6项,发表论文50余篇,发明专利20余项。

主要研究方向

生物计量生物传感

近五年代表作

1. Wang L L; Guo R Y ; Li L Y; Tao Q; Xu Q; Yang X; Liu X; Li J; Wang L H; Chang J XChang J X ; Wen Y L; Song S P; Liu G .Construction of an Enzyme Cascade Based on the Accurate Adjacent Arrangement of Coupled Enzymes Using a Triblock PolyA DNA Probe. JACS Au, 2023, 4(1): 228-236.

2. Li L Y ; Guo R Y ; Wang L L; Tao Q; Luo M; Ding M; Li YYang L; Chen L Z;Yan  J; Cao C M; Chang J X; Chen Y; Gong F Y; Wen Y L; Liu GDevelopment of a single-molecule nano-balance ratiometric electrochemical DNA biosensor using a triblock Poly-Adenine probe. Anal.Chem., 2023, 95(23):8816-8824.

3. Huo Y B; Yang J Q; Wen Y LLiang WTao QYan JXu HLi L Y; Li Y; Xu L; Ding M; Gong F YLiu GLyophilized Cell Reference Materials with Quantified Proportions of Subtypes. ACS Omega, 2024, 9(49):48452-48459.

4. Zheng Y, Wang L, Xu L, Li Y, Yang X, Yang Z, Li L, Ding M, Ren S, Gong F, Chang J, Cao C, Wen Y, Li L, Liu G. Triblock probe-polyA-probe electrochemical interfacial engineering for the sensitive analysis of RNAi plants. Analyst, 2022, 147(11):2452-2459.

5. Chen Y; Wen Y; Wang L; Huo Y; Tao Q; Song Y; Xu L; Yang X; Guo R; Cao C; Yan J; Li L; Liu G. Triblock PolyA-Mediated Protein Biosensor Based on a Size-Matching Proximity Hybridization Analysis. Analytical Chemistry, 2024, 96 (17), 6692-6699.

6. 朱天翼, 李兰英, 孟娇然, 王乐乐, 李杰, 刘刚. 人血清淀粉样蛋白A纯品含量的同位素稀释质谱方法研究. 化学试剂,2025, 47(6):21-27.

团队合影

上海市计量测试技术研究院,国家市场监督管理总局重点实验室(生物分析计量溯源),团队15人,正高级职称4人。近五年内,共承担科研项目27项。2022年获批了上海市专业技术服务平台。团队致力于创新生物测量方法研究、生物标准物质研制和产业计量校准服务,近五年共研制标准物质70余项,建立CNAS计量校准能力17项。