蛋白质组学
在过去的十年里,基于质谱的(MS)蛋白质组学已成为生物学家的重要工具。质谱仪可以从复杂的生物样本中识别出数千种蛋白质,这给科学实验带来了革命性的变化。然而,为了充分了解蛋白质组在健康和疾病中的功能,我们必须有能力准确定量许多不同类型的生物样本中的蛋白质。分辨率更快、分辨率更高的质谱仪的发明使复杂的蛋白质组动力学定量成为可能。稳定性较大的同位素通常用于生成精确、准确的定量蛋白质组学数据。重稳定同位素标记的肽与“轻”或未标记的肽具有相同的生化特性,但质量不同。将重肽与轻肽混合形成的多肽分离到质谱仪中,质谱仪可以根据其质量差异轻松区分多肽。在不同的生物条件或实验下,当使用重肽作为内部标准或比较时,蛋白质组之间的定量差异可以实现。阿拉丁可以提供各种稳定的同位素试剂来标记任何用于定量质谱分析的蛋白质组。这些稳定同位素质谱的分析方法通过对疾病动物模型的定量生物标志物分析和定量蛋白质组学分析,使科学家更接近治愈人类疾病。
代谢标记
代谢标记法研究多蛋白复合物的成熟过程
一种蛋白质组标记将稳定同位素氨基酸引入细胞生长培养基或啮齿动物饲料。同位素标记的稳定氨基酸可以在生长期和进食期代谢并入蛋白质组。与细胞培养相关的实验称为SILAC(细胞培养中氨基酸的稳定同位素标记),而哺乳动物系统称为SILAM(哺乳动物的稳定同位素标记)。下面将详细介绍每种代谢标记技术。
SILAC
SILAC是指定量蛋白质组学分析,用重氨基酸标记培养细胞。用体内重氨基酸标记整个蛋白质组是定量蛋白质组学的理想标准。当重标记的蛋白质组与未标记的蛋白质组混合消化时,每个经质谱鉴定的未标记肽都可以通过相应的重肽进行定量。胰蛋白酶氨基酸和精氨酸在SILAC中(R)和赖氨酸(K)它们都含有重稳定同位素,所以如果用胰蛋白酶消化,每个肽都会被标记。多种蛋白质组学研究采用了这种代谢标记策略。与体外标记技术相比,代谢标记技术的优点是在样品制备前将重的和未标记的样品混合,以防止不同制剂之间的差异影响最终的定量结果。这一点在需要大量样品制备(如分离细胞器)时尤为重要。
SILAM
SILAM是指将整个啮齿动物用于定量蛋白质组织分析的重稳定同位素标记。整个蛋白质组是定量蛋白质组学的理想标准。当重标记的蛋白质组与未标记的蛋白质组混合消化时,每个经质谱鉴定的未标记肽都可以通过相应的重肽进行定量。与体外标记技术相比,代谢标记技术的优点是在样品制备前将重样品与未标记样品混合,以防止不同制剂之间的差异影响定量结果。这一点在需要大量样品制备(如分离细胞器)时尤为重要。啮齿动物的食物在SILAM中被改变为唯一的蛋白质来源,其中含有重赖氨酸或15N-螺旋藻。重组织被用作基础哺乳动物生理学和疾病动物模型定量蛋白质组学分析的内部标准。
酶标记
辣根过氧化酶标记化学发光免疫分析示意图
将两个18O原子整合到生物样品中的蛋白质水解酶的羧基端已成为比较定量蛋白质组学的世界领先标记策略之一。该技术的成功部分是由于18O水的成本相对较低,“重”肽的分子量增加了 四道尔顿的质量,以及能够从反HPLC中洗脱18O/16O肽对。
化学标记
用于蛋白质组学测量的同位素标记标准可以通过化学方法制备。这可以通过固相合成或重组基因表达在肽或蛋白质水平上实现。为了帮助合成稳定的同位素标记肽,阿拉丁提供了一系列受保护的氨基酸和预加载树脂。此外,它还提供一些全长蛋白质(如CRP)、泛素),用于自下而上的LC-MS实验。
多肽合成
靶向质谱同位素分析(即选定的反应监测或SRM)是验证临床相关生物标志物抗体检测的替代方法,但也是基于发现的定量蛋白质组学。该策略的一个障碍是,每种肽都具有独特的生化特性,其氨基酸组成和可能的翻译决定了其从液相色谱柱、电离和碎片化的洗脱特性。为了开发诊断性临床质谱测定,这些肽的性质必须用合成肽来表达,才能在分析体内有效的肽之前。将已知量的重肽添加到生物样品中,使用重稳定同位素合成肽进行绝对定量。这些策略也常用于验证大规模定量蛋白质组学分析的结果。
蛋白表达

蛋白表达的三种形式
蛋白质组学和代谢组学研究可用于稳定同位素标记的细胞生物量。另外,以纯化、标记完整的蛋白质为内标,定量、蛋白质组学的质谱研究可以大大受益。使用正确的折叠和标记完整的蛋白质是理想的内部标准,因为它们将尽可能接近模拟消化前、消化中和消化后样品中内源性目标蛋白的物理和化学性质。特别是,它们会经历类似于未标记对应物的蛋白质水解裂解程度,从而提高同位素稀释质谱(IDMS)无论是中下还是自下而上,实验结果的准确性。
化学标记
蛋白质组中重同位素的代谢混合(如SILAC和SILAM)是制备内部标记或标记比较的常用方法;然而,有些生物和动物不适合代谢混合。幸运的是,分析物可以很容易地通过化学标记反应进行修改。例子包括蛋白质或肽中伯胺的还原,以及蛋白质组样本中游离N-连接聚糖的肼标记。
代谢研究
阿拉丁能提供一种代谢基物,上面有稳定的同位素标记,使用13C代谢基物。、15N、18O、D等稳定同位素标记。这些材料的一些应用包括氨基酸蛋白质周转研究、碳水化合物葡萄糖代谢研究和脂肪酸分解研究。这些物质的稳定同位素标记使研究人员能够以安全、准确、无创的方式研究生命系统中的代谢途径。
同位素稀释质谱法(IDMS)它是一种准确、敏感、可重复、广泛应用于各种样品类型的中小分子定量分析的方法。稳定同位素丰富的化合物成为质谱比较或绝对定量理想内部标准的主要原因之一是可以同时检测到同位素的“重”(同位素丰富)和“轻”(自然)形式的分离信号。
13C和15N核具有核磁共振活性,因此富含这些同位素的化合物可用于磁共振检测。13C核具有较大的化学位移范围和良好的松弛特性,使13C丰富的底物成为非常有价值的细胞化学和代谢探测器,特别是在快速发展的超极化领域。
新陈代谢
研究人员利用稳定同位素技术研究各种代谢紊乱和疾病,包括阿尔茨海默病、帕金森病、癌症、糖尿病和肥胖。同位素是定量体内生化或代谢反应中最常用的代谢研究示踪剂。可用于研究代谢途径,确定生物标志物,测试药物效果,开发特定状态下生物系统的代谢概况。
用于制药的δ代试剂
近年来,一些制药公司已经开始研究现有的非ー代分子可能没有的优势。此外,目前对新型啶类药物潜在医疗优势的研究也在增加。
合成中间体的稳定同位素标记
其潜在优势包括:
改善新陈代谢特征:改善新陈代谢特征可以减少或消除不必要的副作用或不良药物相互作用;
提高口服生物利用率:部分化合物中的啉化会减少消化道的系统前代谢,从而使更多的未代谢药物达到目标;
增加的半衰期:药代动力学作用缓慢,可延长体内的吸收和分布。这可以减少患者在一定时间内可能需要的剂量,而不是使用非代理药物的患者。
用于光电的ー代试剂
阿拉丁能提供一系列常用于微电子和OLED制造的有机分子和有机气体,有助于提高设备的使用寿命。
氧化有机发光二极管

可门控的有机发光二极管(oled)
二极管有机发光(OLED)广泛应用于电视、手机屏幕等设备。OLED通常由两个电极之间的薄层有机分子组成。当电流通过这些设备时,它们会发光。
直到几年前,OLED最大的技术问题是有机材料的寿命有限,通常是LCD、LED或PDP的一半,因为运行过程中产生的热量和氧化会导致化学物质的不稳定。通过对OLED中的一些有机分子进行δ化处理,可以解决这个问题,使设备的使用寿命提高5到20倍,而不会显著影响设备的其他性能。
该领域的另一个应用是中子反射和特定分子层的锶化,这已成为研究有机薄膜半导体器件形态、扩散和界面行为的关键方法。
光导纤维
与传统铜线相比,光纤广泛应用于长距离传输数据和更高的带宽(数据速率)。然而,在互联网驱动的世界里,数据的及时性和GBPS范围内的数据传输至关重要。传统玻璃或塑料光纤吸水峰值为1360 nm和1460 速度在nm之间是有限的。现在,用锶代替材料中的氢气,使更高的速度能够满足当前的需求。

