质量规范临床评分

结合两种行之有效的分析技术和添加一个转折识别血液蛋白与尽可能多的准确性和灵敏度,临床上使用的基于抗体的检测,研究人员报告在本周美国国家科学院院刊早期在线版。这项技术应该能够加速开发基于蛋白质特定的诊断测试和治疗某些疾病。

科学家小组在能源部的太平洋西北国家实验室发现他们的技术,称为棱镜,尽可能准确地执行标准临床试验称为elisa使用癌症患者的血液样本进行比较。测试测量生物标志物,蛋白质的存在识别一种疾病或症状。

“临床测试几乎总是使用测量生物标记抗体,因为抗体可以提供良好的敏感性,”太平洋西北国家实验室分析化学家Wei-Jun钱说,这项研究的首席作者,“但通常需要一年半来开发抗体作为工具。抗体的开发是一种新的生物标志物研究的瓶颈疾病和系统生物学研究。”

钱,Tujin Shi,汤姆菲尔莫和太平洋西北国家实验室的同事高度敏感的棱镜使用资源在能源部的EMSL,太平洋西北国家实验室的校园环境分子科学实验室。结果是一个简单而优雅的集成现有的技术,解决了一个长期存在的问题。

竞争的加剧
研究人员早就想用质谱在生物样本识别感兴趣的蛋白质。蛋白质很容易检测与质量规范,但它缺乏敏感性检测罕见的蛋白质存在于非常低的浓度。科学家们使用这些罕见的蛋白质,抗体检测工作像一个磁铁把钉子从干草堆。

抗体是免疫系统分子识别蛋白质从外国侵略者和抓住他们,它允许研究人员把他们感兴趣的蛋白质从一个更大的体积,集中的蛋白质的过程。因为抗体识别只有一个或两个蛋白质,研究人员做了治疗方法和工具。药品的通用名称以“马伯”抗体,例如。

为研究目的,现代实验室可以为几乎所有的蛋白质产生抗体。但是开发过程是昂贵和费时的。如果你有一个新的生物标志物探索,它可以超过一年只创建一个抗体的工具。

为了解决需要一种抗体,钱和团队集中的蛋白质样品的另一种方式。他们使用一个共同的技术称为高效液相色谱法,通常缩短为高效液相色谱法,使蛋白质约100倍集中他们最初的样本。而一个优秀的一步,他们还必须找到他们感兴趣的蛋白质浓缩样品。

所以他们派出了间谍,他们可以检测和蛋白质的存在会告诉他们如果他们发现他们在寻找什么。

考虑到潜在的生物标志物,研究小组做了一个版本,是自动“重”。They synthesized the protein using carbon and nitrogen atoms that contain extra neutrons. The unusual atoms added weight but didn't change any other characteristics. The heavier versions are twins of the lighter proteins found within the blood, cells, or samples. Although the twins behave similarly in the analytical instruments, the heavier twin is easily found among the sample's many proteins.

沉重的版本添加到样品后,团队通过仪器集中发送样品的蛋白质。仪器吐出示例,一个集中的一部分。沉重的生物标志物还包含的分数,分数包含它的孪生兄弟,打火机,天然蛋白质。从这个分数,团队可以量化的蛋白质。

蛋白质谱
证明他们可以利用棱镜这种方式找到非常罕见的蛋白质,团队飙升的血液样本的女性生物标志物前列腺特异性抗原,或PSA,只有男性。研究小组发现他们可以测量PSA浓度约50皮克每毫升。而典型的ELISA检测的敏感性,它代表了100倍的敏感性传统质谱分析方法。

“这是一个突破灵敏度不使用抗体,“钱说。

然后他们测试了PSA在男性癌症患者的样本,发现棱镜以及ELISA执行。有趣的是,棱镜测量三次PSA比ELISA试验的数量。这一结果表明,基于抗体的ELISA测试失败来衡量所有形式的生物标志物。这可能是由于抗体不认识所有的蛋白质可以采取不同的形式,他说,而棱镜测量蛋白质的总量。

除了其敏感性,棱镜只需要一个很小的从病人血液或血清样本。团队使用只有2毫升的癌症患者的样本,体积,容易装进这个小打印“o”。

方法的一个缺点,然而,有多少生物样品可以测试。研究人员想要测试数以千计,基于抗体的方法允许这样的高通量检测。但是棱镜只能测试数百每个研究样本。然而,随着研究人员保存不开发抗体时,这项技术可能仍然把它们在生物标志物的发展。

基础生物学研究,钱其琛说学习生物学途径的方法将有用的情况下,科学家需要准确地量化多种不同的蛋白质。

这项工作是由美国国立卫生研究院新创新者奖和能源部早期的职业生涯研究奖Wei-Jun钱。