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基于气相色谱-同位素稀释红外光谱的蛋白质定量研究

发布时间:2023-09-19

以中国生物计量专业委员会委员武利庆为主导的中国计量科学研究院的研究团队开发出一种基于红外光谱的新型潜在计量基准方法用于目标化合物的定量。红外光谱是分子中化学键振动或转动能级跃迁产生的吸收光谱,当化合物分子中的某个原子被其同位素重原子取代后,由于振动体系原子质量的变化,根据Hook定律可知其振动频率也会发生相应变化,因而在红外光谱图上对应的吸收峰将产生一个频移,进而可以计算出标记与非标记化合物中该红外峰的峰高比或峰面积比。再结合称量的标记物和非标记物的质量,就可采用单点法或括号法对样品中的目标物进行定量。

研究团队建立了该方法并探索了该方法在蛋白质定量中的应用。选取[Glu1]-人纤维蛋白肽B作为研究对象并在其中加入13C标记的甘氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸作为内标,然后进行水解并将水解液吹干后加入硅烷化试剂进行衍生化。接着进行气相色谱-红外光谱联用分析,通过气相色谱将不同的氨基酸进行分离,再根据氨基酸的色谱峰对应的红外光谱上标记和非标记振动峰的峰高比或峰面积比定量水解液中的三种氨基酸。根据蛋白质的氨基酸组成,即可计算出蛋白质的浓度或纯度,结果与传统同位素稀释质谱法或质量平衡法得到的结果一致。

该方法的不确定度与传统同位素稀释质谱法定量结果的不确定度接近,方法也具有很好的扩展性,预期将作为一种新的潜在计量基准方法,在生物计量和化学计量中得到广泛应用。

图为同位素标记后缬氨酸红外振动峰发生的频移

图为该方法与同位素稀释质谱法、质量平衡法定量[Glu1]-人纤维蛋白肽B的结果