浙江大學(xué)化學(xué)系微分析系統(tǒng)研究所方群教授團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部精準(zhǔn)醫(yī)療多組學(xué)研究中心主任黃超蘭教授團(tuán)隊(duì)，在單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)分析研究領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。研究論文近日在線發(fā)表在美國《分析化學(xué)》雜志上。
黃超蘭介紹，近年來，基于細(xì)胞群體內(nèi)的蛋白質(zhì)組學(xué)研究，已越來越難以滿足對生命功能深入探究的需要。從單細(xì)胞層面去了解細(xì)胞特征以及彼此之間的相互影響，可以為生物系統(tǒng)中細(xì)胞間的異質(zhì)性提供更寶貴的信息。然而，單細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)含量極少，且細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)通常需要在離心管內(nèi)完成復(fù)雜多步的前處理操作，由于樣品與離心管的接觸、多步的樣品轉(zhuǎn)移等原因，在進(jìn)入質(zhì)譜之前不可避免地帶來了蛋白質(zhì)損失。
為此，該項(xiàng)研究自 2014 年起，兩個團(tuán)隊(duì)的研究人員協(xié)同合作將微流控液滴技術(shù)與蛋白質(zhì)組分析技術(shù)相結(jié)合，發(fā)展了一種微型化的油—?dú)狻骸叭髦巍毙酒跋鄳?yīng)的納升級液體操控和進(jìn)樣方法，能夠在原位靜態(tài)的納升級液滴中完成少量細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)分析所必需的多步樣品前處理操作，并且實(shí)現(xiàn)了將液滴樣品直接高效地注入色譜分析柱內(nèi)完成后續(xù)的液相色譜分離與質(zhì)譜檢測。該芯片系統(tǒng)可以分別成功地從 100、50、10 和 1 個 HeLa 細(xì)胞內(nèi)鑒定到 1360、612、192 和 51 個蛋白質(zhì)。研究人員首次實(shí)現(xiàn)了以單個鼠卵母細(xì)胞為初始樣本的蛋白質(zhì)組學(xué)分析，一共鑒定到 355 種蛋白質(zhì)，其中存在一系列與生殖發(fā)育、疾病相關(guān)的基因。而且，微流控液滴體系具有更低的樣品吸附損失、更高的酶切效率和更高效的疏水性蛋白質(zhì)鑒定能力等，更適用于微量蛋白質(zhì)樣品的蛋白質(zhì)組學(xué)分析。
黃超蘭介紹，此項(xiàng)研究首先成功發(fā)展了適合進(jìn)行單細(xì)胞及類似微量樣品的蛋白質(zhì)組學(xué)分析樣品前處理芯片和方法，顯著減少了樣品與反應(yīng)器接觸所帶來的損失；二是發(fā)展了一種實(shí)現(xiàn)納升級液滴的直接進(jìn)樣方法，完全避免了樣品轉(zhuǎn)移和經(jīng)過液相儀器內(nèi)復(fù)雜管路帶來的損失；三是提出了一種采用氣相來間隔液滴相和油相的新型液滴芯片結(jié)構(gòu)，在成功防止液滴明顯蒸發(fā)的同時，還避免了油相和液滴相直接接觸帶來的脂溶性樣品的損失，也使系統(tǒng)能更方便地進(jìn)行后續(xù)的分離柱進(jìn)樣、色譜分離和質(zhì)譜檢測。
該論文的第一作者為浙江大學(xué)博士生李紫藝。