在线单柱二维液相色谱法对蛋清中三种活性蛋白的快速分离纯化

基于一种新型的强阳离子交换/疏水色谱(SCX/HIC)双功能色谱柱构建了在线单柱二维液相色谱(2DLC-1C), 分离系统实现了自动控制, 可在线进行样品收集、二维进样和二维色谱分离. 采用SCX-HIC 2DLC-1C, 在120 min内可将8种标准蛋白完全分离, 并成功应用于鸡蛋清中三种活性蛋白质的分离纯化. 结果表明利用在线2DLC-1C技术可在70 min内完成对鸡蛋清中溶菌酶、卵清蛋白和卵转铁蛋白三种活性蛋白的快速分离纯化, 其纯度分别为95%、93%和97%. 该方法减少了样品的处理步骤, 对样品的污染小, 纯化速度快, 操作简单, 易于实现自动化和放大, 对活性蛋白的快速分离制备和工业化生产具有广阔的应用前景.     

氨基己酸为配基的新型弱阳离子交换/疏水双功能色谱固定相对蛋白质的分离纯化

以硅胶为基质、氨基己酸为配基制备了一种新型弱阳离子交换/疏水（WCX/HIC）双功能混合模式色谱固定相。该固定相配基具有一定的疏水性且含有羧基,在高盐浓度下表现为HIC的性质,可作为HIC固定相使用;在低盐浓度条件下表现为离子交换的性质,可作为WCX固定相使用。分别考察了该介质在WCX和HIC两种模式下对标准蛋白质的分离性能,并与商品柱进行比较。结果表明,所合成的WCX/HIC双功能固定相在WCX和HIC两种模式下对蛋白质均有较高的分离度和选择性,且分离能力与商品柱相当,两种模式下标准蛋白质的质量和活性回收率均大于93%,表明该柱具有“一柱二用”的功能,适于生物大分子的分离纯化。基于此双功能色谱柱构建的在线单柱二维液相色谱（2DLC-1C）可在60 min内实现8种蛋白质的快速分离。在70 min内完成了对蛋清中溶菌酶的二维纯化,纯度可达到98.3%。该技术中一根色谱柱可当作两根色谱柱使用,对蛋白质组学研究和重组蛋白药物的生产具有重要的应用价值。     

六昧地黄丸组分的二维液相色谱分离

以1个常规六通阀直接连接两支常规尺寸的色谱柱(250 mm×4.6 mm i.d.),构建简单的SCX/RP在线二维液相色谱系统,对中成药六味地黄丸组分进行了优化分离.样品经过第一维阳离子交换色谱(Hypersil SCX),洗脱产物分离后通过六通阀直接富集到反相分析柱(C18)顶端,被转移到第二维色谱柱上继续进行分离.经过11步不连续的线性梯度洗脱,二维分离系统出峰数量达到550多个,峰容量达到2266.构建的二维液相色谱系统结构简单,与一维色谱相比,具有分辨率高、峰容量大的特点.     

六味地黄丸组分的二维液相色谱分离

以1个常规六通阀直接连接两支常规尺寸的色谱柱(250 mm×4.6 mm i.d.),构建简单的SCX/RP在线二维液相色谱系统,对中成药六味地黄丸组分进行了优化分离。样品经过第一维阳离子交换色谱(Hypersil SCX),洗脱产物分离后通过六通阀直接富集到反相分析柱(C18)顶端,被转移到第二维色谱柱上继续进行分离。经过11步不连续的线性梯度洗脱,二维分离系统出峰数量达到550多个,峰容量达到2266。构建的二维液相色谱系统结构简单,与一维色谱相比,具有分辨率高、峰容量大的特点。     

关于混合模式色谱固定相对蛋白保留特征的研究

为使混合机理色谱(MMC)得到广泛地应用, 合成、表征和评价MMC固定相就成了首先要解决的问题. 依据离子交换色谱柱也具有疏水色谱(HIC)保留机理的特征, 选了4种弱阳离子交换(WCX)柱和一根二维[2D(WCX,HIC)]色谱柱, 研究了标准蛋白在这两类色谱柱上的保留行为. 这四种WCX色谱柱中的两种能在WCX和HIC两种分离模式下分离蛋白, 虽不如2D色谱柱效果好, 但有可能当成“准2D柱”来使用. 发现蛋白在这四种WCX柱上所显示的HIC分离特征各不相同, 且保留值随盐浓度变化呈现出的“U型”曲线也有大的差异. 实验结果显示, “U型”曲线的宽度和临界点分别与色谱动力学和热力学因素相关. 还对这两类色谱固定相的峰容量表征方法和命名提出了建议和说明.     

在线二维反相色谱法快速测定维生素AD制剂中维生素A、D的含量

建立了在线二维液相色谱法快速同时测定维生素AD制剂中维生素A和D的含量。依据药典对系统适应性的要求,选择一种极性嵌合的C_(18)柱(Accucore polar premium)作为二维色谱柱,再依据疏水减法模型原理和待测样品的脂溶性特点,选择C_8柱作为一维色谱柱,一维和二维分离均采用甲醇、乙腈和水作为流动相。样品经乙醇提取后直接进样分析,采用双梯度液相色谱右泵作为一维分析泵,完成含量较高的维生素A定量及维生素D的净化;采用左泵作为二维分析泵,维生素D及前维生素D在二维色谱柱上实现分离和定量。根据维生素D在一维色谱上的出峰起止时间,确定切割时间窗口,以500μL定量环收集含有目标物的馏分,检测波长分别为264 nm和325 nm。采用外标法完成对维生素D和前维生素D的定量。整个过程在密闭系统中自动化完成。维生素A在0.1~250 mg/L,维生素D在0.02~50.0 mg/L范围内线性关系较好,相关系数(r)大于0.999;维生素D的回收率为89.9%~98.9%,连续进样的精密度和重现性的RSD分别为0.48%和1.2%,表明方法的精密度和重现性较好。     

用疏水色谱法从猪心中快速制备高纯度的细胞色素C

提出了一种从猪心中快速制备高纯度细胞色素C的方法。使用一种装有大颗粒疏水填料的简易型疏水色谱柱在实验室规模对细胞色素C进行了纯化,通过反相色谱、紫外光谱及铁含量对样品的纯度进行了检验。与经典方法相比,此方法纯化工艺简单、操作时间短,细胞色素C的质量回收率高,纯度好。     

离线二维液相色谱法分离巴天酸模根的化学成分

建立了离线二维反相/反相液相色谱分离体系（2D-RPLC/RPLC）,对巴天酸模中的化学成分进行分离。通过比较巴天酸模乙酸乙酯萃取液在环氧四氮唑和Unitary C18色谱柱上的高效液相色谱图,确定以环氧四氮唑色谱柱为第一维色谱柱,以Unitary C18色谱柱为第二维色谱柱。流动相均采用0.1%（v/v）甲酸水溶液和甲醇,梯度洗脱。经一维色谱分离后,共收集18个流分,采用二维色谱对这18个流分进行了进一步的分离分析。实验结果表明,该二维色谱分离方法高效、可行,为巴天酸模药材的微量组分的分离以及活性化合物的筛选提供了分离方法。     

用于人血浆中蛋白质分离的在线阵列式二维常规柱液相色谱系统的建立

构建了一种在线阵列式二维常规柱液相色谱系统,并将其应用于分离血浆中的完整蛋白质。该系统以1根强阴离子交换柱作为第一维分离柱,8根阵列式反相色谱柱作为第二维分离柱。强阴离子交换柱分离的馏分通过十通阀被依次转移到第二维预柱上并得到保留富集,随后第二维流动相通过分流器同时将预柱上的蛋白质反冲至分析柱上进行分离。二维之间以及第二维阵列色谱柱之间均相互独立,从而可以提高系统分离的通量和总峰容量。采用该系统对血浆中的蛋白质进行了完整蛋白质水平上的分离。该系统具有高通量和高分辨率的特点,为血浆样品中高丰度蛋白质的去除以及血浆样品的深入研究提供了一种有效的手段。     

高温二维液相色谱系统的构建及其评价

在二维液相色谱中, 第二维的分离速度是制约其发展的重要因素. 升高色谱柱温度可以有效降低流动相粘度, 加快溶质在两相间的传质速率, 有效加快分析速度. 以离子交换色谱法(WAX)为第一维分离模式和反相色谱法(RP)为第二维分离模式, 十通阀和两个捕集柱为接口, 通过将第二维色谱柱温度升高到80 ℃和提高流量到3 mL/min, 构建了高温WAX/RP二维液相色谱系统. 以4种标准蛋白的酶解物为样品评价系统的分离性能, 第一维共有33个馏分被捕集并导入到第二维分析, 高温二维液相色谱系统识别出187个色谱峰.     

Preparation and characterization of a novel dual‐retention mechanism mixed‐mode stationary phase with PEG 400 and succinic anhydride as ligand for protein separation in WCX and HIC modes

A novel dual‐retention mechanism mixed‐mode stationary phase based on silica gel functionalized with PEG 400 and succinic anhydride as the ligand was prepared and characterized by infrared spectra and elemental analysis. Because of the ligand containing PEG 400 and carboxyl function groups, it displayed hydrophobic interaction chromatography (HIC) characteristic in a high‐salt‐concentration mobile phase, and weak cation exchange chromatography (WCX) characteristic in a low‐salt‐concentration mobile phase. As a result, it can be employed to separate proteins with both WCX and HIC modes. The resolution and selectivity of the stationary phase was evaluated under both HIC and WCX modes with protein standards, and its performance was comparable to that of conventional ion‐exchange chromatography and HIC columns. The results indicated that the novel dual‐retention mechanism column, in many cases, could replace two individual WCX and HIC columns as a ‘2D column’. In addition, the mixed retention mechanism of proteins on this ‘2D column’ was investigated with stoichiometric displacement theory for retention of solute in liquid chromatography in detail in order to understand why the dual‐retention mechanism column has high resolution and selectivity for protein separation under WCX and HIC modes, respectively. Based on this ‘2D column’, a new 2DLC technology with a single column was developed. It is very important in proteome research and recombinant protein drug production to save column expense and simplify the processes in biotechnology. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

单分散大孔亲水弱阳离子交换填料的制备及其对鱼精蛋白的分离纯化

以自制的5.0 μm单分散大孔亲水交联聚甲基丙烯酸环氧丙酯(PGMA/EDMA)微球为基质,对其表面进行化学改性,合成弱阳离子交换色谱填料(WCX)。详细考察了该填料对标准蛋白质的分离性能、表面亲水性能、稳定性和重现性以及流速对蛋白保留的影响。实验结果表明,该色谱填料对蛋白的分离性能、重现性及稳定性良好;在流速为3 mL/min时,采用线性梯度洗脱,6 min内可分离4种标准碱性蛋白质,以溶菌酶测定的该填料的动力学吸附容量为29.86 mg/g。将其用于鱼精蛋白的分离纯化,经反相高效液相色谱测定纯化后鱼精蛋白的纯度为99.2%;与商品Shodex IEC SP-825强阳离子交换色谱柱比较,纯化结果几乎一样。     

转Bt基因植物表达产物Cry1Ab蛋白的制备纯化方法研究

以转Bt基因水稻为试材,研究其表达产物Cry1Ab蛋白的提取、分离及纯化的方法。实验结果表明,DEAE-纤维素填料对Bt蛋白有较好捕获效果。根据生物信息学方法预测了目标蛋白和主要共存蛋白的等电点和疏水性差异。合理地选择了阴离子交换色谱与疏水作用色谱组合方法。提取液经DEAE-Sephadex A-50柱层析及Phenyl-Sepharose Fast Flow疏水层析分离后,目标蛋白得到了显著的纯化。考察了疏水层析中用不同洗脱液洗脱Cry1Ab蛋白对活性回收率和纯度的影响,结果表明：以0．25mol／L KSCN作洗脱液对活性影响最小,HIC一步纯化倍数可达8倍,总纯化倍数达100倍。     

二维液相色谱接口的改进及其在蛋白质组学研究中的应用

随着蛋白质组学、本草物质组学等组学概念的提出,所需分析的样品的成分越来越复杂,因此具有强大分离能力的多维液相色谱技术受到人们越来越多的关注。二维液相色谱中第二维的分离性能和速度是整个分离系统性能的关键。基于捕集柱模式,我们采用经特殊设计的流路系统,使得双捕集柱型接口具有预分离的功能。样品从第一维流出以后被富集在捕集柱1的柱头,经过脱盐后,正冲捕集柱,捕集柱1与第二维色谱柱联用对富集的样品进行分离,增加了第二维分离效率。当捕集柱上的样品全部被洗脱到第二维色谱柱上时,捕集柱2已经完成对第一维洗脱液中样品的捕集和脱盐,此时将阀进行切换,捕集柱2与第二维色谱柱直接相连进行洗脱。循环切换捕集柱1和捕集柱2,维持较高的阀切换频率,实现了第二维色谱柱的连续洗脱。因此保证了第二维分离具有较快速度,同时具有较高的分离效率。使用35 mm长捕集柱和十通阀为接口,以弱阴离子交换(WAX)色谱为第一维分离模式,以反相(RP)色谱为第二维分离模式,构建了WAX-RP二维液相色谱系统(2D-LC system)。以小鼠血清为样品对系统进行了初步评价。色谱流出曲线出现了明显的界面现象,这是由于捕集柱流动相中含有的较多盐分流出时的背景吸收造成的。同时,由于界面两侧的流动相黏度不同产生了黏性指进(VF)现象。当第二维色谱柱长度为50 mm时,理论上可将第二维分离效能提高70%。该接口可以应用于多种二维液相色谱模式,适用于蛋白质组学和本草物质组学研究中对于复杂样品的分离分析。     

高效阳离子交换法分离纯化蛋清中的溶菌酶

 建立了用高效阳离子交换分离纯化蛋清中溶菌酶的新方法 ,讨论了纯化的工艺条件。蛋清样品匀浆后 ,用氯化钠初步纯化 ,然后用弱阳离子交换柱XIDACE WCX分离。结果表明 ,被纯化的溶菌酶和杂蛋白得到很好分离。经活性检测 ,溶菌酶过柱后的活性回收率为 10 7% ,蛋白的比活为 15 4 6 7U/mg ,纯化倍数提高了 5 6倍。用尺寸排阻 (SEC)鉴定 ,得到的溶菌酶呈均一性。该法较传统软基质低压离子交换分离速度快 ,纯化效率高。     

A reversed-phase/hydrophilic interaction mixed-mode C18-Diol stationary phase for multiple applications

A mixed-mode chromatographic packing material, C18 and diol groups modified silica (C18-Diol), was prepared with controllable hydrophobicity and hydrophilicity. It demonstrated excellent aqueous compatibility and stability in aqueous mobile phase; compared to the traditional C18 column, improved peak shape of basic analytes was also obtained. Additionally, it exhibited both reversed-phase liquid chromatographic (RPLC) and hydrophilic interaction chromatographic (HILIC) performance; the analyte separation scope was thus enlarged, demonstrated by simultaneous separation of twenty acids, bases and neutrals. More interestingly, a novel on-line two-dimensional liquid chromatography on the single column (2D-LC-1C) was established by modifying the high performance liquid chromatographic instrument only with the addition of an extra six-port two-position valve. The early co-eluted components of the extract of Lonicera japonica on the 1st-dimension (RPLC) were collected for the online re-injection to the 2nd-dimension (HILIC) by conveniently varying the mobile phase components. Six more peaks were obtained. The established system was simple, easy operation and low cost, which had advantages in analyzing complicated samples.     

全二维微柱液相色谱-质谱鉴定人胃癌组织中的差异蛋白质

构建了以阳离子交换色谱-反相色谱(SCX-RPLC)为分离模式的新型全二维微柱液相色谱-质谱分离平台.采用了醋酸铵缓冲液梯度洗脱,实现了第一维肽段的分步洗脱,洗脱的肽段经富集除盐后通过接口进入反相色谱微柱,通过线性梯度实现第二维进一步分离,最后进入质谱进行检测.采用此平台分析了人胃癌组织与正常组织提取蛋白质信息,其中正常胃组织鉴定蛋白质数为537个,而癌症组织鉴定蛋白质数目为506个.对胃癌和正常组织两种提取蛋白质酶解产物的蛋白质检索结果进行比较分析,将鉴定的蛋白质按照物理性质进行分布,找出正常组织与癌症组织间蛋白质差异,筛选出一种可能发生变异的癌症特有蛋白.     

Weak anion and cation exchange mixed-bed microcolumn for protein separation

To separate proteins with a wide distribution of pIs under the conditions compatible to online tryptic digestion (with preferable pH=8.0), weak anion and cation exchange chromatography (WAX/WCX) mixed‐bed microcolumn has been developed. With a mixture of five proteins with pIs ranging from 4.2 to 11.4, the effect of WAX/WCX ratio on the separation performance was investigated, and an optimum packing ratio of 1:1 w/w was obtained. Moreover, the undesirable hydrophobic interaction between the proteins and the stationary phase was suppressed with 10% ACN v/v added in the mobile phases. Under the optimized conditions compatible to tryptic digestion, basic and acidic proteins were resolved simultaneously, with RSDs of relative retention time on six columns less than 6%, indicating the good resolution and packing reproducibility. Furthermore, one RPLC fraction of proteins extracted from rat middle brain and the whole protein mixture extracted from rat liver were analyzed, respectively. The results demonstrated better separation performance on WAX/WCX microcolumns than that on both weak anion exchange chromatography and weak cation exchange chromatography at pH ～8. We anticipate that WAX/WCX microcolumns are promising for the integration of protein separation and tryptic digestion aiming at high‐throughput proteome study.