迎接蛋白組（zǔ）學樣品處理（lǐ）新挑戰 Empore StageTips助力高通（tōng）量檢測

蛋白組學的實驗過程高度依賴優化的樣品前處理。其中，蛋（dàn）白消解（jiě）和質譜分析這兩步之間的處理（lǐ）過程（chéng）對（duì）整體分析質量和靈敏度有著非（fēi）常重要的影（yǐng）響。一種名為（wéi）StageTips的關鍵技術於2003年（nián）由南丹麥大學蛋白質組學領域著名學者Matthias Mann報道，並因其高效（xiào）和簡便而在蛋白組學研究中（zhōng）得（dé）到廣泛使用。許多研究機構根據自（zì）身課題特點開發了StageTips的應用規程。

StageTips是一種填（tián）充了Empore膜片的微量移液管（guǎn）。其全稱（chēng）是“Stop and go extraction tips”，喻意為蛋白分解產生的肽被（bèi）Empore膜片攔截，然後由適當的溶劑釋放出來。這個過程（chéng）中，鹽份去除，肽得到純化和濃縮，或者預（yù）分餾。Empore膜片由高分子纖維網（wǎng）固定住的功（gōng）能顆粒構成，同時具有很好的物理特性（如（rú）柔軟、致密）和化學特性（如高保留因子），使StageTips特別（bié）適用於LC/MS分（fèn）析（xī）之前處理肽溶液樣品。膜片中功能顆粒種類的多（duō）樣性使StageTips具有多種不同性（xìng）能，可以根據應用內（nèi）容有（yǒu）多種選（xuǎn）擇，並可以在（zài）一支StageTips中組合使（shǐ）用。

a - 單層Empore膜片的StageTips（放大圖中為Empore膜片材料結構示（shì）意）; b – 多層膜（mó）片的StageTips ；

圖1 StageTips外觀

Empore相對於用鬆散顆粒製成的產品有多種優勢，包（bāo）括：顆粒填充（chōng）致密無溝（gōu）流；無需篩板；洗（xǐ）脫體（tǐ）積小；容量可由增加膜片（piàn）層數而擴大。

圖2.  Empore StageTips 質量控製（zhì）：這些數據顯（xiǎn）示（shì）SDB-RPS StageTips 在不同批次和同一批次內測試結果的良好可重複性（xìng）和（hé）可靠（kào）性（xìng），證實生產工（gōng）藝的*性。

應用實（shí）例一：美國（guó）著名醫院Mayo Clinic 於2020 開（kāi）發了基（jī）於StageTips和臨床質譜的（de） 疫情快（kuài）速診斷方案，可以達到和PCR相似的（de）精度。

圖3. Mayo Clinics疫情高通量（liàng）檢測方案：基於StageTips 和OrbiTrap LC-MS。

應用實例二（èr）：高通量磷（lín）酸化蛋白質組學檢測

DNA轉錄成mRNA要再翻譯成具有特定氨基酸序列的蛋白質才能在體（tǐ）內發揮功能（néng），其中大部分蛋（dàn）白質往往還需要經過化學修飾才能具備真正的活（huó）性，這種修飾稱為（wéi）翻（fān）譯後修飾（PTM）。翻譯修飾的過程，就是在蛋白質氨基酸序列中添加特定氨基酸或改變特定化學官能團（tuán）的過程，進而改變蛋白質的結構。已有實（shí）驗證明有三百（bǎi）多種潛在的PTM類型，並且同一個蛋白質可能在多個位點發生修（xiū）飾，這（zhè）就促（cù）成了蛋白結構和功能上的多樣（yàng）性。在眾多的PTM類型（xíng）中，磷酸化修飾（shì）（Phosphorylation modification）的蛋白占到了所有蛋白質（zhì）約三分之一，是普遍的修飾（shì）類型之一。會影響到細胞內信號轉導、細胞結構（gòu）、細胞增殖（zhí）、凋亡、轉（zhuǎn）錄、代謝過程以及調控病原微生物的適應能力等等，所以在不同細胞中（zhōng），蛋（dàn）白磷（lín）酸化水平（píng）會呈現不同的差異，特定（dìng）位點的（de）磷酸化程度可能從小於1%到大於90%。

圖 4. StageTips 用於高通量磷酸化蛋白質組學（xué）檢測（cè）

磷酸化蛋白質組學是研究這個蛋白質磷酸化修飾的重要方法之（zhī）一。如圖四所示，通過采用基於StageTips的高通量蛋白質組學樣品製備方法，相對（duì）於傳統樣品製備方法來說，所（suǒ）需要的檢測樣品少了10倍，檢測時間減少3倍，但定量化磷酸化位點增加了（le）3倍，極（jí）大了（le）提高了研究效率。

高堿（jiǎn）性（xìng）條件下的分餾可大大提高蛋白質檢出率。相比於傳統的方法，比如離線HPLC 泵，或者散裝填料裝的Tips，Empore C18 Stage Tips 更為高效，同時成本更低。圖五顯示的數據表（biǎo）明通過StageTips 在高堿性條件下的分餾樣（yàng）品處理，蛋白質檢出量增加了（le）50%，同時蛋白質覆蓋率提高（gāo）了10%。

圖5: HeLa細（xì）胞係用 Empore C18 StageTips在（zài）高堿性（xìng）條件下進行分餾處理（lǐ）可大大增加蛋白（bái）質和多肽的檢出水平。

Empore還具有（yǒu）自身優勢，其中可供選擇的功能顆粒和應用如下表所示。

【附帶說明：】Empore原本由3M公司（sī）生產。2019年，.17c嫩嫩草色视频蜜 %A公司從3M公（gōng）司收（shōu）購了（le）Empore的生產線，由旗下CDS公司全（quán）麵掌握生產工藝（yì）並生產和銷（xiāo）售。許多（duō）將Empore作為關（guān）鍵材料的高科技產品得以繼續生產。