基于質(zhì)譜（MS）的蛋白質(zhì)組學(xué)分析已經(jīng)成為一種強(qiáng)大的技術(shù)，可用于識別和定量復(fù)雜生物樣品中表達(dá)的蛋白質(zhì)組。最常見的蛋白質(zhì)組學(xué)分析方法是“自下而上”的分析方法，其中蛋白質(zhì)被消化成組成性肽，然后通過HPLC-MS/MS和數(shù)據(jù)庫搜索進(jìn)行分析，以確定與組成性肽相關(guān)的蛋白質(zhì)。

目前已經(jīng)涌現(xiàn)出許多令人興奮的自下而上的蛋白質(zhì)組學(xué)分析方法在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用趨勢。一個(gè)重要的趨勢是突破可以從微小樣本（例如從單個(gè)哺乳動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)生的裂解物）中識別出的蛋白質(zhì)數(shù)量的極限。就在幾年前，這類研究的記錄是在每個(gè)細(xì)胞中可以識別幾百個(gè)蛋白質(zhì)。最近，將離子遷移譜（IMS）與傳統(tǒng)的質(zhì)譜方法集成在一起的方法已經(jīng)將這一記錄推到了可以在每個(gè)細(xì)胞中識別出數(shù)千個(gè)蛋白質(zhì)。

自下而上的蛋白質(zhì)組學(xué)分析在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用的另一個(gè)趨勢是開發(fā)用質(zhì)量標(biāo)簽對樣品進(jìn)行差異標(biāo)記的策略，以允許對樣品進(jìn)行半定量比較分析。然而，對于微量樣品的高靈敏、可重復(fù)分析仍然存在樣品易損失、反應(yīng)易污染、結(jié)果難重復(fù)等問題。因此，開發(fā)一種快速、高效、自動(dòng)化的全流程蛋白質(zhì)組學(xué)樣品制備和分析系統(tǒng)至關(guān)重要。

針對上述挑戰(zhàn)，一種潛在解決方案是采用微型化的液體處理技術(shù)：數(shù)字微流控技術(shù)（DMF）進(jìn)行微量樣品的自動(dòng)化處理。DMF技術(shù)是一種基于電場控制液滴在電極陣列上運(yùn)動(dòng)的技術(shù)，其微量化的處理體積為反應(yīng)提供了快速傳熱和傳質(zhì)的優(yōu)勢，而該系統(tǒng)的半封閉和自動(dòng)化控制模式可有效減少手動(dòng)操作引入的污染和人為操作誤差。

近日，多倫多大學(xué)Aaron Wheeler教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了可實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)組學(xué)樣品還原、烷基化、酶切、同位素標(biāo)記和液質(zhì)聯(lián)用分析的全流程自動(dòng)化數(shù)字微流控系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了加熱控制、液體操控、二甲基標(biāo)記技術(shù)、HPLC-MS/MS液質(zhì)聯(lián)用自動(dòng)化接口，實(shí)現(xiàn)了納克級微量樣品的精準(zhǔn)相對定量。

用于蛋白質(zhì)組學(xué)樣品處理和分析的一體化數(shù)字微流控（DMF）系統(tǒng)

一體化數(shù)字微流控（DMF）系統(tǒng)，用于蛋白質(zhì)組學(xué)分析流程

此外，該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于乳腺癌細(xì)胞和組織樣品的研究，鑒定到多種已知蛋白質(zhì)標(biāo)志物和相關(guān)通路。該系統(tǒng)為基于蛋白質(zhì)組學(xué)的癌癥分型和疾病診斷等領(lǐng)域的高精準(zhǔn)、全自動(dòng)化研究提供了全新的思路和技術(shù)。

使用一體化數(shù)字微流控（DMF）系統(tǒng)對乳腺癌細(xì)胞裂解物進(jìn)行二甲基標(biāo)記

使用一體化數(shù)字微流控（DMF）系統(tǒng)分析兩種乳腺癌細(xì)胞系MCF-7和MDA-MB-231之間最具差異性的蛋白質(zhì)

審核編輯：劉清