从伯克利实验室芯片上,加快蛋白质组学研究

美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)开发了一个设备称为多喷管nanoelectrospray发射器阵列提供第一单片质谱之间的接口和硅/硅基微流控芯片实验室”技术来加速未来的蛋白质组学研究。

“蛋白质组学在生物学研究中已经成为不可或缺的工具,诊断,治疗,生物能源或干细胞研究,蛋白质组学和质谱的使能技术,”科学家Daojing王说与伯克利实验室的生命科学部门的蛋白质组学研究小组,并多喷管的发展背后的首席研究员nanoelectrospray排放国。

“芯片实验室”技术用于蛋白质组学研究方面具有巨大潜力,王说,“但对于这种潜在的完全实现,接口中的一个主要的进步微流体与质谱分析是必要的。我们的设备提供接口。”

王、杨Peidong纳米科学权威与伯克利实验室的分子铸造和材料科学部门,也是一个化学教授与加州大学伯克利分校的校园,合著的一篇论文上发表的这项工作由美国化学学会(ACS)。

,目前可用的在线版本。题为:“Microfabricated单片多喷管发射器Nanoelectrospray质谱。”

ACS论文的其他作者Woong金正日,博士后在分子铸造,和郭Mingquan,博士后在生命科学部门。

当人类基因组计划于2003年完工,给科学家一个人类DNA的完整目录,下一个大的努力集中在基因组学、识别DNA序列编码的蛋白质,即基因。与每一个新基因的鉴定,重点转移到确定的生化功能相关的蛋白质。

每个发射器由一系列平行的石英喷嘴突出从空心硅条子管道尺寸为100 x 10微米。多个喷嘴(每毫米100喷嘴是一个典型的密度),而不是使用单一的喷嘴以减少压力和出现堵塞问题,作为微流控通道芯片上缩小到纳米尺度。

发射器和喷嘴从硅片生产,尺寸和数量的喷嘴系统和在制造过程中精确控制。制造所需的使用只有一个面具,涉及照相平版印刷的图案和各种腐蚀过程。

Peidong杨说,“一旦结合质谱计,我们microfabricated单片多喷管发射器实现肽和蛋白质检测的灵敏度和稳定性与商业石英毛细管nanoelectrospray技巧。这表明我们的发射器可以作为一个关键的组件在一个完全集成的硅/硅基微全分析系统蛋白质组学。”

Daojing Wang补充说,“这也是第一次报道的多喷管发射器,可以通过标准精密加工制造流程。除了低背压和高灵敏度、多喷管发射器也提供了一种手段系统地研究电喷雾电离过程,因为每个喷嘴的大小和密度发射器上的喷嘴可以调整。”

据王、杨,microfabricated铁板一块的制造和应用多喷管发射器,叫做“M3发射器”短,可以立即商业化,应该与当前竞争激烈的石英毛细管发射器的成本和大规模生产。

“我们现在的过程中创建一个集成的芯片样品处理和制备以及检测和分析,”王说。“执行整个过程的能力在一个芯片上具有巨大的商业潜力。”

伯克利实验室已经在这项技术申请专利。这项研究是由国立卫生研究院的资助,一些工作在伯克利实验室的分子铸造,这是由美国能源部科学办公室。