Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható...

26
Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési elve, felépítésük, alkalmazásuk. Kapilláris elektroforézis tömegspektrometriás detektálással A CE-MS kapcsolások megvalósításának módszerei (Agilent és a Sciex/Beckman cégek kapcsolóelemei). Kiegészítő folyadék (sheath liquid) szerepe, kiválasztásának általános elvei. Alkalmazások,

Transcript of Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható...

Page 1: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési elve, felépítésük, alkalmazásuk. Kapilláris elektroforézis tömegspektrometriás detektálással A CE-MS kapcsolások megvalósításának módszerei (Agilent és a Sciex/Beckman cégek kapcsolóelemei). Kiegészítő folyadék (sheath liquid) szerepe, kiválasztásának általános elvei. Alkalmazások,

Page 2: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

2

Csipek a Bioanalyzer készülékhez

Mikrocsip elektroforézis, Bioanalyzer 2100

Az Agilent Bioanalyzer 2100 készülék

Page 3: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

3

Mikrocsip elektroforézis, Bioanalyzer 2100

Page 4: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

4

1. Először 12 mL gél-festék keveréket az A4

portba kell pipettázni, majd fecskendő

segítségével (3 bar 60 s-ig) az A4 portból a

csatornákat feltöltik.

2. 12 mL gél-festék keveréket pipettáznak a B4,

C4 és D3 portokba.

3. 12 mL „festéktelenítő” (gél SDS-festék nélkül)

oldatot pipettáznak a D4 portba.

4. 6 mL pufferrrel hígított mintaoldatokat a 10

mintatartó portba pipettázzák. A

mintaoldatok az alsó és felső

fehérjemarkereket is tartalmazzák.

5. 6 mL pufferrel hígított létrastandardot

pipettáznak a D2 portba.

6. A csipet ezután a készülékbe helyezik,

először a fehérjestandardot áramoltatják a

D2 portból a B4 port felé feszültség

alkalmazásával, majd miután a felső

fehérjemarker eléri az injektálási

kereszteződést a feszültséget a C4 és D4

portokra kapcsolják.

Fehérjék meghatározása Bioanalyzer 2100 készülékkel

Page 5: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

5

A fehérje elemzések mérési adatainak megjelenítése a Bioanalyzer 2100 készüléknél

Fehérjék meghatározása Bioanalyzer 2100 készülékkel

Page 6: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

6

A LabChip 90 készülékkel kapott virtuális gél és a klasszikus SDS-PAGE

módszerrel kapott gél mintázatainak összehasonlítása

Fehérjék meghatározása

Page 7: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

7

vákuum

markerek

feszültség a

festéktelenítéshez

feszültség a

festéktelenítéshez

feszültség az

elválasztáshoz

szívókapilláris

feszültség az

injektáláshoz

feszültség az

injektáláshoz

feszültség az

elválasztáshoz

vákuum

markerek

feszültség a

festéktelenítéshez

feszültség a

festéktelenítéshez

feszültség az

elválasztáshoz

szívókapilláris

feszültség az

injektáláshoz

feszültség az

injektáláshoz

feszültség az

elválasztáshoz

Fehérjék meghatározása LabChip 90 készülékkel

Page 8: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

8

Fehérjék meghatározása LabChip 90 készülékkel

elválasztó

csatorna

hígító

folyadékáram

hígító

folyadékáramelválasztó

csatorna

hígító

folyadékáram

hígító

folyadékáram

A festék mennyiségének csökkentése (destaining) a csipben a fehérjék elválasztásakor

Page 9: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

9

Page 10: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

10

CE-MS • elektromos kapcsolás

• hidraulikus kapcsolás

Page 11: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

11

CE-ESI-MS

Page 12: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

12

.

CE-MS interfész segédfolyadékáram segítségével (sheath flow)

Tri-axial sheath flow CE-MS

Page 13: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

13

CE-MS interfész segédfolyadékáram nélkül (sheathless)

wire-in-capillary fokozatosan elvékonyított kvarckapillárist

vonnak be aranyfilmmel

Page 14: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

14

CE-MS interfész folyadékcsatlakozás segítségével (liquid junction)

Page 15: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

15

ESI interfészek CE-MS-hez

Page 16: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

CE-MS

Page 17: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

CE-MS, Agilent

Page 18: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

CE-MS, Sciex (CESI)

Page 19: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

CE-MS,Sciex (CESI)

Page 20: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

CE-MS módszerfejlesztések szempontjai

CE elválasztás: • kapilláris hossza, belső átmérője, felülete • elektrolit pH-ja, ionerőssége, ionok minősége, oldószer MS detektálás: • MS paraméterek (ESI és (MS) kapilláris feszültség, fragmentáló feszültség, stb.) • pótlólagos folyadékáram paraméterei (ionok minősége, oldószer, ionerősség, pH,

áramlási sebesség) • porlasztás paraméterei (porlasztó gáz nyomás, szárítógáz hőmérséklet, sebesség,

Page 21: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

Kationokhoz

Anionokhoz

CE-MS-nél használatos elektrolitok

optimális: illékony, könnyen ionizálódó ion, stabil pH

nem használható: nehezen ionizálódó ion (pl. foszfát, borát), detergens (MEKC) polimer (CGE)

Page 22: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

CE-MS-nél használatos pótlólagos folyadékok

optimális: • illékony, könnyen ionizálódó közeg és ion • könnyű porlaszthatóság (felületi feszültség, viszkozitás) • stabil pH • kis ionerősség

Page 23: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

CZE-MS

Page 24: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

mintak000007.d: BPC +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 132.0863±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 147.0869±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 148.0901±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 150.0237±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 156.0873±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 166.0980±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 175.1309±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

0

1000

2000

3000

4000

Intens.

0.0

0.5

1.0

1.5

5x10

0.0

0.5

1.0

5x10

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

4x10

Intens.

0

500

1000

1500

2000

0.0

0.2

0.4

0.6

4x10

Intens.

0.00

0.25

0.50

0.75

4x10

Intens.

0

1

2

4x10

Intens.

8 10 12 14 16 18 20 22 24 Time [min]

mintak000007.d: EIC 147.0869±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 148.0901±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 150.0237±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 156.0873±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 166.0980±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 175.1309±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 182.0938±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

mintak000007.d: EIC 205.0519±0.01 +All MS, -Spectral Bkgrnd

0.0

0.5

1.0

5x10

Intens.

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

4x10

Intens.

0

500

1000

1500

2000

0.0

0.2

0.4

0.6

4x10

Intens.

0.00

0.25

0.50

0.75

4x10

Intens.

0

1

2

4x10

Intens.

0

1000

2000

3000

4000

Intens.

0

1000

2000

3000

4000

Intens.

8 10 12 14 16 18 20 22 24 Time [min]

Leu

Gln

Glu

Met

His

Phe

Arg

Tyr

Trp

Liquor (agyvíz) minta CZE-MS elemzése (közvetlen injektálás, nincs mintaelőkészítés)

CZE-MS

Page 25: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

25

Fehérjék azonosítása MALDI-TOF-MS tecnikával

Page 26: Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek …Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési

26

Fehérjék azonosítása MALDI-TOF-MS tecnikával