
- •Содержание
- •1 Аналитический обзор 11
- •2 Методическая часть 29
- •3. Экспериментальная часть 37
- •4 Обсуждение результатов эксперимента 44
- •Условные обозначения
- •Введение
- •1 Аналитический обзор
- •1.1 Регулярные мультимолекулярные структуры
- •1.2 Хроматография
- •1.2.1 Металл-аффинная хроматография – сочетание принципов лигандообменной и аффинной хроматографии
- •1.3 Методы характеризации сорбентов
- •1.3.1 Удельная поверхность
- •1.3.2 Емкость сорбента, влажность
- •1.3.3 Электрокинетический потенциал
- •1.4 Maldi масс-спектрометрия
- •1.5 Идентификация белков – метод pmf
- •1.6 Тандемная масс-спектрометрия (мс-мс) и идентификация пептиов по фрагментным масс-спектрам
- •1.7 Идентификация пост-трансляционных модификаций
- •1.8 Аддукты зомана с сывороточным альбумином
- •2 Методическая часть
- •2.1 Используемые материалы:
- •2.2 Методики получения сорбента и исследования
- •2.2.1 Получение рмм (FeIii) сорбента
- •2.2.2 Определение удельной поверхности сорбента
- •2.2.3 Определение сорбционной емкости сорбента
- •2.2.3.1 Проведение металл-аффинного анализа
- •2.2.3.2 Определение влажности рмм Fe(III) сорбента
- •2.2.3.3 Определение влажности коммерческого сорбента
- •2.2.4 Анализ фосфорилированных пептидов казеина молока коровы
- •2.2.4.1 Выделение суммарного белка из обезжиренного сухого молока
- •2.2.4.2 Гидролиз суммарного белка молока коровы в присутствии трипсина
- •2.2.5 Анализ фосфонилированных пептидов сывороточного альбумина человека
- •2.2.5.1 Гидролиз сывороточного альбумина человека в присутствии пепсина
- •2.2.6 Масс-спектрометрический анализ
- •2.2.6.1 Масс-спектрометрический анализ методом maldi-tof и maldi-tof-tof
- •2.2.6.2 Обработка данных масс-спектрометрического анализа
- •3. Экспериментальная часть
- •3.1. Получение рмм Fe(III) сорбента
- •3.2 Определение удельной поверхности
- •3.3 Определение электрокинетического потенциала и размера частиц.
- •3.4 Определение сорбционной емкости сорбента
- •3.4.1Проведение металл-аффинного анализа
- •3.4.2 Определение содержание пептида в проскоке и контрольном образце
- •3.4.3 Определение влажности коммерческого сорбента и рммс Fe(III)
- •3.5 Анализ фосфорилированных пептидов казеина молока коровы
- •3.5.1 Приготовление микроколонки с сорбентом
- •3.5.2 Металл-аффинная хроматография на коммерческом сорбенте
- •3.5.3 Металл-аффинная хроматография на рммс Fe(III)
- •3.6 Анализ фосфонилированных пептидов сывороточного альбумина человека
- •3.6.1 Приготовление металл-аффинной колонки
- •3.6.2 Выбор элюэнта
- •3.6.3 Металл-аффинная хроматография на коммерческом сорбенте
- •3.6.4 Металл-аффинная хроматография на рммс Fe(III)
- •3.7 Масс-спектрометрический анализ
- •3.7.1 Проведение масс-спектрометрического анализа
- •4 Обсуждение результатов эксперимента
- •4.1 Охарактеризация сорбента
- •4.1.1. Получение рмм сорбента, содержащего ионы железа (III) и приготовление хроматографических колонок.
- •4.1.2 Определение удельной поверхности
- •4.1.3 Определение емкости сорбента
- •4.1.4 Микроэлектрофоретические исследования.
- •4.1.4.1 Определение электрокинетического потенциала
- •4.1.4.2 Расчет удельной поверхности рмм сорбента
- •4.2 Исследование возможности специфичного выделения фосфорилированных пептидов из биологического образца методом металл-аффинной хроматографии с использованием рммс(Fe III)
- •4.3 Разработка метода металл-аффинного выделения прямых ковалентных аддуктов зомана с сывороточным альбумином с помощью рмм сорбентов Fe(III) для последующего масс-спектрометрического анализа
- •4.3.1 Поиск и идентификация аддуктов сывороточного альбумина человека с зоманом
- •4.3.2 Выделение фосфонилированных пептидов сывороточного альбумина человека с использованием рммс (Fe III)
- •4.3.2 Масс-спектрометрическая идентификация сайтов связывания зомана с альбумином при взаимодействии с белками in vitro
- •Выводы по работе:
- •Список использованных источников.
- •Приложение а Технико-экономическая оценка научно-исследовательской работы Обоснование договорной цены на разработку
- •Расчет затрат на научно-исследовательскую разработку
- •Расчет затрат на сырье, материалы, реактивы, покупные изделия и полуфабрикаты
- •Расчет затрат на энергоресурсы
- •Расчет затрат на приборы, оборудование для научно-экспериментальных работ и суммы амортизационных отчислений
- •Расчет затрат на оплату труда с обязательными начислениями
- •Прочие затраты Расчет суммы расходов по использованию вычислительной техники.
- •Затраты на выполнение специальных анализов.
- •Расчет суммы накладных расходов
- •Расчет сметы затрат на разработку
- •Приложение б Охрана труда и окружающей среды
- •1 Опасные и вредные производственные факторы
- •2 Пожарная безопасность
- •3 Обеспечение санитарно-гигиенических условий
- •4 Вентиляция
- •5 Аптечка и ее содержание
- •6 Освещение помещения
- •7 Безопасность выполнения работы в лаборатории
- •8 Анализ технологических операций
- •9 Меры первой помощи
- •Охрана окружающей среды
- •Приложение в
- •Приложение г Масс-спектры смеси триптических пептидов казеина, элюированных с колонки с сорбентом, содержащим ионы железа.
-
Условные обозначения
TFA – трифторуксусная кислота;
ММС – мультимолекулярный слой;
МС – монослой;
ПЛБ – пленка Лэнгмюра-Блоджетт;
DTT – дитиотриэтол;
MALDI – Matrix-assisted laser desorbtion/ionization, ионизация лазерной десорбцией в присутствии матрицы;
MeCN – ацетонитрил;
ОВ – отравляющее вещество;
ТФУ (TFA) – трифторуксусная кислота;
GD – зоман;
HSA – сывороточный альбумин человека;
TOF – Time of flight (Времяпролетный анализатор);
ЖХ (LC) – жидкостная хроматография;
МС (MS) анализ – масс-спектрометрический анализ;
МС-МС (MS-MS) – 2-х ступенчатый тандемный масс-спектрометрический анализ;
ФОС – фосфорорганические соединения;
DHB – 2,5-дигидробензойная кислота;
CHCA – α-циано-4-гидроксикоричная кислота;
ВЭЖХ – высокоэффективная жидкостная хроматография;
РММС Fe(III) – сорбент на основе регулярных мультимолекулярных структур, содержащий ионы железа (III);
Sуд, - величина удельной поверхности м2/г;
МАХ – металл-аффинная хроматография;
NET3 – триэтиламин.
-
Введение
В последние десятилетия интенсивно развиваются высокоразрешающие и высокоспецифичные аналитические методы. Это связано с тем, что с появлением таких методов, как высокоэффективная жидкостная хроматография, капиллярный электрофорез, масс-спектрометрия с мягкими методами ионизации стал возможным анализ многокомпонентных смесей, содержащих белковые соединения.
В биологическом образце может содержаться тысячи и десятки тысяч компонентов, причем в разном диапазоне концентраций, в то время как исследователю необходимо выделить и идентифицировать определенный компонент, отвечающий поставленной им задаче. Спектр задач, решаемый с привлечением перечисленных аналитических методов достаточно широк. Так, например, особый интерес представляет поиск модифицированных белков, так как именно наличие или отсутствие определенных модификаций отражает отклик организма как на внешние воздействие (интоксикация) так и на внутренние изменения (болезнь). К таким модификациям можно отнести фосфорилирование белков. В связи с тем, что наличие такой модификации у определенных белков и пептидов является маркером на ряд онкологических заболеваний, и нарушение процесса фосфорилирования может приводить к таким последствиям как диабет, исследования по их выявлению идентификации имеют огромное значение.
Наиболее подходящим методом для анализа модифицированных белков и пептидов является масс-спектрометрия с мягкими методами ионизации, и в особенности, MALDI масс-спектрометрия [1]. Данный метод позволяет проводить успешный качественный анализ образца, содержащего пико- и аттомоли аналита. Однако анализ может быть осложнен тем, что, во-первых, обычно количество сигналов модифицированных пептидов в спектре меньше, чем немодифицированных, и, во-вторых, интенсивность сигналов модифицированных пептидов значительно ниже. Поэтому при пробоподготовке, предшествующей масс-спектрометрическому анализу необходимо обогащать образцы фосфорилированными пептидами.
Металл-аффинная хроматография с применением сорбентов, содержащих ионы трехвалентных металлов – высокоспецифичный метод пробоподготовки, позволяющей обогащать образцы фосфорилированными пептидами [2]. Однако существующие коммерческие сорбенты обладают высокой стоимостью, производятся зарубежом и адаптированы исключительно к анализу фосфорилированных пептидов. В то время как не меньший интерес представляет модифицирование белков остатками фосфорорганических соединений (параоксон, зарин, RVX или зоман), что является откликом организма на интоксикацию. И на сегодняшний день опубликована только одна работа, посвященная выделению пептида, модифицированного остатком ФОС с помощью металл-аффинной хроматографии с использованием сорбента, содержащим ионы Fe (III) [3].
Таким образом, перспективным направлением представляется разработка сорбентов, в которых поверхность состояла преимущественно из ионов металлов, надежно связанных с поверхностью твердого тела и способных вступать во взаимодействие с анализируемым веществом, и именно такой твердой фазой являются пленки Лэнгмюра-Блоджетт, или системы, полученные путем диспергирования монослоев стеариновой кислоты, снятых с поверхности водной субфазы, содержащей ионы трехвалентных металлов.