Технология быстрого экстрагирования позволяет подготавливать образцы мочи для масс-спектрометрического анализа

Одноразовые мини-пробирки, заполненные капиллярными волокнами из полимера, были адаптированы для быстрого извлечения белков из образцов мочи для масс-спектрометрии с использованием матрично-активированной лазерной десорбции/ионизации (MALDI-MS).

В то время как масс-спектрометрия является мощным инструментом для определения биомаркеров, высокое содержание соли и матрица малых молекул, присутствующие в моче, снижают ее применимость для диагностики. Чтобы исправить этот недостаток, исследователи из Университета Клемсона (штат Южная Каролина, США) заполнили наконечники микропипеток капиллярными волокнами из полимера. Эти волокна обладают уникальной геометрией с восьмью каналами, проходящими по всей длине волокна (которая в катушке может достигать миль). Волокна номинально имеют продолговатую форму с диаметром от 35 до 50 мкм, при этом отдельные каналы имеют размеры от 5 до 20 мкм.


Образцы мочи были пропущены через заполненные волокнами пробирки путем вращения в центрифуге в течение 30 секунд. После центрифугирования в течение одной минуты через пробирки была пропущена деионизированная вода, чтобы смыть соль и другие примеси. Гидрофобные белки, которые остались связанными с волокнами, были извлечены для MALDI-MS-анализа с помощью соответствующих растворителей во время второй стадии 30-секундного центрифугирования.

Метод матрично-активированной лазерной десорбции/ионизации (MALDI) представляет собой метод мягкой ионизации, используемый в масс-спектрометрии, позволяющий анализировать биомолекулы (биополимеры, такие как ДНК, белки, пептиды и сахара) и большие органические молекулы (например, полимеры, дендримеры и другие), которые обычно оказываются хрупкими и фрагментируются при ионизации более традиционными методами. По своему характеру метод аналогичен ионизации электрораспылением в том, что оба метода представляют собой относительно мягкие способы получения ионов больших молекул в газовой фазе, хотя MALDI производит гораздо меньшее количество многозарядных ионов.

Метод капиллярных полимерных волокон был подтвержден измерением мочевых белков бета-2-микроглобулина, ретинол-связывающего белка и трансферрина. Капиллярные полимерные волокна предлагают несколько преимуществ, включая низкие затраты на материалы, высокую пропускную способность, обработку микрообъема и определение субнанограммовых количеств анализируемого вещества, что позволяет выявить биомаркеры, которые невозможно обнаружить в образцах мочи иными способами.

"Из вас выходит едва ли не морская вода, а я пытаюсь найти что-то гораздо меньшее, чем иголка в стоге сена, — заявил старший автор исследования доктор Кен Маркус (Ken Marcus), профессор аналитической химии в Университете Клемсона. — Концентрации этих белков составят одну часть на миллиард".

Метод капиллярных полимерных волокон для очистки образца мочи был описан 18 марта 2015 года в интернет-издании журнала Proteomics-Clinical Applications.

Ссылки по теме:
Университет Клемсона