凝胶过滤/离子交换全二维液相色谱系统的构建与评价

doi:10.3724/SP.J.1123.2016.12006

色谱 ›› 2017, Vol. 35 ›› Issue (5): 526-532.DOI: 10.3724/SP.J.1123.2016.12006

凝胶过滤/离子交换全二维液相色谱系统的构建与评价

张政^1,2, 唐涛², 杨三东², 孙元社², 李彤², 张维冰^1,3

1. 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院, 黑龙江齐齐哈尔 161006;
2. 大连依利特分析仪器有限公司, 辽宁大连 116023;
3. 华东理工大学上海市功能性材料化学重点实验室, 上海 200237

收稿日期:2016-12-04 出版日期:2017-05-08 发布日期:2013-08-28
通讯作者: 张维冰,Tel:(021)64252145,E-mail:weibingzhang@ecust.edu.cn.
基金资助:
国家重大科学仪器设备开发专项（2012YQ12004406）.

Construction and evaluation of gel filtration/ion exchange comprehensive two-dimensional liquid chromatography system

ZHANG Zheng^1,2, TANG Tao², YANG Sandong², SUN Yuanshe², LI Tong², ZHANG Weibing^1,3

1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Qiqihar University, Qiqihar 161006, China;
2. Dalian Elite Analytical Instruments Co., Ltd., Dalian 116023, China;
3. Shanghai Key Laboratory of Functional Materials Chemistry, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China

Received:2016-12-04 Online:2017-05-08 Published:2013-08-28
Supported by:
National Major Instrument and Equipment Special Project (No. 2012YQ12004406).

摘要/Abstract

摘要：

基于蛋白质的尺寸及带电性质，将凝胶过滤色谱（GFC）与离子交换色谱（IEC）两种分离模式结合，采用双捕集柱接口构建了GFC/2×IEC二维液相色谱（2-D LC）分离系统，同时考虑离子交换色谱分离蛋白质对等电点范围的限制，进一步结合中心切割平行柱的方法实现对蛋白质的全二维分离。为与后续蛋白质在线酶解、多肽分离及质谱鉴定匹配，系统中采用常规柱以保证蛋白质质谱鉴定对样品量的要求，3种常规分离柱分别选用凝胶过滤色谱柱TSK-GEL G3000SW_XL（300 mm×7.8 mm，5μm）、强阴离子交换色谱柱Hypersil SAX（100 mm×4.6 mm，10μm）和强阳离子交换色谱柱Hypersil SCX（100 mm×4.6 mm，10μm）。最终以酵母细胞蛋白质提取液为样品，对构建的二维系统加以评价，在总蛋白质浓度13.5 mg/mL、上样体积100μL的条件下，将第一维分离等时间切割17次，并将切割馏分全部导入第二维继续分离，二维系统在148 min内获得的总峰容量达到884。说明所构建的系统可以用于蛋白质的在线全二维分离。

关键词: 蛋白质, 酵母, 离子交换色谱, 凝胶过滤色谱, 强阳离子交换, 强阴离子交换, 全二维液相色谱

Abstract:

A two-dimensional liquid chromatography (2-D LC) system was developed with gel filtration chromatography (GFC) and ion exchange chromatography (IEC) based on the sizes and electric properties of proteins. A double-trap-column interface was used in the GFC/2×IEC 2-D LC system. To achieve the comprehensive 2-D separation, heart-cutting parallel columns were used in the second dimension considering the isoelectric point range of proteins. A general proteomic platform was established with protein separation, online digestion, peptide separation and mass identification. A TSK-GEL G3000SW_XL column (300 mm×7.8 mm, 5 μm), a Hypersil SAX column (100 mm×4.6 mm, 10 μm) and a Hypersil SCX column (100 mm×4.6 mm, 10 μm) were used to separate the yeast protein samples. The GFC/2×IEC 2-D LC system was evaluated with the yeast protein samples (100 μL) of concentration of 13.5 mg/mL. First dimensional GFC fractions were cut for 17 times within 148 min and transferred continuously to the second dimension to continue the separation. Under the optimized conditions, the total peak capacity of 2-D LC system reached 884. The results demonstrated that the 2-D LC system can be used for on-line protein separation. The protein separation module has a great prospect in the field of proteomic research.

Key words: comprehensive two-dimensional liquid chromatography (2-D LC), gel filtration chromatography (GFC), ion exchange chromatography (IEC), protein, strong anion exchange (SAX), strong cation exchange (SCX), yeast

中图分类号:

O658

张政, 唐涛, 杨三东, 孙元社, 李彤, 张维冰. 凝胶过滤/离子交换全二维液相色谱系统的构建与评价[J]. 色谱, 2017, 35(5): 526-532.

ZHANG Zheng, TANG Tao, YANG Sandong, SUN Yuanshe, LI Tong, ZHANG Weibing. Construction and evaluation of gel filtration/ion exchange comprehensive two-dimensional liquid chromatography system[J]. Chinese Journal of Chromatography, 2017, 35(5): 526-532.

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凝胶过滤/离子交换全二维液相色谱系统的构建与评价

Construction and evaluation of gel filtration/ion exchange comprehensive two-dimensional liquid chromatography system

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