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特点鲜明、技术领先的蛋白质双重染色技术
发表时间: 2025-01-25 03:48:10 作者: 江南电竞app测评答案-染色液
金利泰 “863”计划重点项目“生物医学关键试剂在聚丙烯酰胺凝胺上,快速、灵敏的蛋白质双重染色体技术”课题组组长。1972年8月出生,韩国国立全南大学药学博士,2006年初回国。主要是做蛋白质、DNA检测,用蛋白质组学方法从事生长因子、中药、细胞等领域的研究。在Electrophoresis(IF:4.101)和Proteomics(IF:6.088)等杂志上发表了10余篇论文,其中1篇为第一作者的特邀综述;为Electrophoresis、Proteomics、Analytical Biochemistry等杂志审稿人;韩国生物科学技术研究中心客座教授;国家“863”项目评委;浙江省重点项目评委;浙江省钱江人才;浙江省优秀博士后;浙江省卫生高层次人才;浙江省高校学科带头人。主持国家“863”计划“生物医学关键试剂”重点项目;国家自然基金项目;省部共建重大项目;浙江省重大科学技术专项;浙江省自然基金项目;广东省国际合作项目;温州市高新技术开发区科三项目。任温州医学院药学院副院长,蛋白质研究中心主任,教授,硕士生导师;浙江省生物制药工程重点实验室副主任;吉林大学兼职教授;中国医药质量管理协会理事;中国生物工程学会终身会员。
蛋白质组学是人类基因组计划之后的又一个科学制高点。人类基因组解码的完成,预示着基因组学的研究已经不能够满足疾病诊断治疗和科研的需要,而需向生命的执行者蛋白质进军,即需要运用蛋白质组学的研究方法来帮助解决人类重大疾病的诊断防治这一难关。人类重大疾病预防诊治措施的突破,需要蛋白质组学提供“全景式”的病理机制认识,人类蛋白质的研究将可能会引起大量新型药物靶标与药物的问世,亦将对军事医学上的创伤神经修复、高原病等难题的解决提供新的思路。
在蛋白质组学研究中,凝胶蛋白质染色技术是衔接二维电泳和下游质谱分析的关键技术。受到“863”计划资助的“在聚丙烯酰胺凝胺上,快速、灵敏的蛋白质双重染色技术”是“生物医学关键试剂”重点项目的专项课题之一。“这项研究依据染料离子对和银离子敏化作用的理论,在染料染色过程中使用两种带相反电荷的染料,使染色溶液处于一种离子配对的临界点,进而达到缩短染色时间,并明显提高蛋白质检验测试灵敏度的效果;同时在银染过程中,染料分子还可当作高效的银离子敏化剂,改善银离子的还原,从而增加银染的重现性和灵敏度。该技术能可控性进行二次相对独立染色,能够从染料染色过渡到银染,使灵敏度提高100倍。”课题负责人、温州医学院药学院副院长金利泰介绍说。
当前先进的质谱仪已能够分析pg级的痕量蛋白。据金利泰介绍,常规的考马斯亮蓝染色法和银染法由于灵敏度低等因素严重制约了蛋白质组学的发展。近10年来开发出了不少新的染色技术,但是还是存在着如下一个或几个缺点:灵敏度低、重现性差、毒性大、质谱兼容性差、价格昂贵等。寻找新的染色方法以适应当前先进的质谱分析技术已成为后基因组时代推动蛋白质组学发展的当务之急。然而对常规的染料进行筛选、组合或染色条件的优化已难以有实质性的突破,必须以新的化学理论为指导方可突破当前在利用质谱分析对蛋白质进行定性的技术瓶颈。
近几年,国外在蛋白质检验测试领域有一定的发展, 开发出了多种新型检测的新方法。如美国invitrogen公司开发的Sypro ruby检测法。据文献表明,Sypro ruby染色法几乎能够说是现今为止最好的荧光检测法,在国际权威杂志已发表了10多篇研究论文,在一些技术指标上具有一定的优势,但是其缺点也是明显的。金利泰和他的团队通过比较,归纳出Sypro ruby荧光染色法的优缺点:其优点是具有一定的灵敏度、简单易操作、重现性好和与质谱仪兼容性好。但是它们的缺点是:1.对新型的质谱仪来说,灵敏度仍偏低;2.检测时间长;3.光稳定性很差;4.现阶段暂无安全性研究;5.价格昂贵。这一些因素限制了它更广泛的应用。
“到目前为止还没有一种检测技术能够集各种技术的优势并完全适合蛋白质组学的研究。”金利泰说,“本课题研究的检测技术是在总结吸取其他检测技术的经验和对大量蛋白质和DNA检测研究的基础上,应用独特的离子对技术 (Counterion technique)和银离子敏化作用为理论基础独创的一种新型蛋白质检测技术。该技术坚实的理论基础使得其多项指标走在了国际前沿,在可控性、灵敏度、成本和安全性方面具有较大的优势。基于国内蛋白质染色技术方面的研究较少的现状,我们开发的这项技术能说是填补国内空白。”
双重染色方法,国外也曾有人开发过,但是由于其技术指标比较差,未得到普遍应用,而且其染色机理也是同本技术完全不同。虽然形式上相似,也是染料染色后进行银染,但是这些染料分子不能对银离子产生敏化作用,它们一直保留到银染结束,致使染色背景和重现性很差。
此项技术将对现有蛋白组学研究领域所需要的更精确更灵敏的分析提供一种相对完善的手段。“虽然本技术在灵敏度方面存在一定的优势,但是还是未达到当前质谱技术的发展水平(定性pg级蛋白)。因此在蛋白质检测这样的领域还有较大的研究空间,而且在这样的领域里我们完全有能力和世界最先进的技术竞争。预计该研究成果将打破国外大公司在蛋白质染色领域对高技术试剂和试剂盒的垄断地位。”金利泰说。
目前,金利泰及其团队已经开发快速、灵敏的蛋白质双重染色技术,灵敏度达0.05ng/band~0.1ng/band,为目前最灵敏的蛋白质染色法。其操作步骤灵活可控,1小时可完成离子对染料染色过程,灵敏度为2ng/band~8ng/band,如有需要可在此基础上进一步进行银染,灵敏度提高100倍。染色后的蛋白质经质谱鉴定显示本染色检测技术不影响蛋白质的后续研究,质谱兼容性良好。
在开发蛋白质双重染色技术的同时,项目还开发了高灵敏度的蛋白质荧光检测技术、高通量的蛋白质负染检测技术和DNA染料、银染检测技术,相应的研究已经发表在Electrophoresis和Analytical Biochemistry等杂志上并已申请专利,同时相关技术的产业化工作也正在有条不紊的展开。
项目团队在逐步优化本项目技术的产业化工艺,降低生产所带来的成本的同时,也在进行新型方法的摸索性研究,目前已成功发现一种适用于高通量蛋白质研究的负染技术和一种灵敏、低毒的DNA染色检测技术。同时已委托温州安得森生物科技有限公司进行生产,并已生产出相应的检测试剂盒,目前处于市场试用调查期。经中国科学院生物物理研究所蛋白质组学平台、深圳市福田区疾病预防控制中心、池州市九华山黄精研究所、浙江省亚热带作物研究所等多家科研院所的送样试用,反馈信息中均显示具有较高的检测灵敏度(达到0.01ng/band~0.1 ng/band)和较好的质谱兼容性。同时经过长期的市场运作,目前已产生近120万元的销售额,上缴利税5.04万元。
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