近期色谱－质谱相关技术和方法学研究综述

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近期色谱－质谱相关技术和方法学研究综述

本文对近期色谱-质谱相关技术和方法学研究进展进行简略评述。由于色谱方法研究和应用领

域十分广泛，涉及方方面面，本文仅简要介绍色谱、多维色谱及其与质谱联用技术在生物物质

分析领域（主要是人类染色体蛋白质组、糖蛋白、磷酸化蛋白质组）的研究工作，此外还包括

体积排阻色谱分离病毒颗粒、量子点、肝素方面的研究和多维气相色谱分析进展及其他亮点文

章。

最近有专辑[1]报道了人类染色体蛋白质组的研究。人类染色体蛋白组计划（CHPP）的目标瞄

准人类基因组编码的 19 467 个蛋白质，鉴定其中尽可能多的蛋白质。从过去的 4 年来看，该蛋

白质组计划获得的蛋白质数据从 2013 年的 13 664 个逐年增加到 2016 年的 16 537 个高置信度

蛋白质。该数据经过了严格的人类蛋白质组计划质谱数据解析标准（2. 14 版）的验证。人类基

因组预测的蛋白质中，85% 已得到质谱和多重方法的确认，那些还没有得到验证的丢失蛋白质

（missing proteins ）仍然在持续发现之中，其中 2 663 个丢失蛋白质的线索正在通过国际数据

库PeptidesAtlas 重新分析。

糖蛋白有重要作用，例如改变蛋白质功能、调节蛋白质相互作用和蛋白质周转率，而糖链结构

与疾病的发生、发展密切相关，其中非正常序列结构是疾病或癌症的关键标志物。Zhou 等[2]

发展了糖蛋白的定量标记新方法，采用 aminoxy TMT（aminoxytandem mass tag）标记试剂，同

时编码标记定量 6 种糖链结构的糖蛋白，用 0. 2 mol/ L NaCl 溶液显着增强钠加合物的离子化效

率。经过色谱分离与质谱条件的优化，作者分离检测了血清中的少量 N-糖链，确定了该方法

在食管疾病中的诊断作用。

相对分子质量较大的多肽鉴定一直是一项困难的工作，由于其不能酶解、电荷少，鉴定比较困

难。近期，Lin 等[3]报道了一种纳流高效液相色谱-质谱分析方法，分离鉴定高相对分子质量的

糖肽。该方法发展了一种超强离子化试剂硝基苄醇（m-NBA），将其加入流动相中可显着增强

相对分子质量较大的，特别是酸性糖基化肽的电离效果。含有唾液酸的糖肽提高效果尤其明

显。通过对生物工程在大肠杆菌中表达的糖蛋白的分析，鉴定到的糖肽含有 98 个单糖的糖链

结构。验证了反相液相色谱流动相中添加m-NBA 可有效增强糖蛋白的鉴定效果。

Shubhakar 等[4]报道了一种糖链全甲基化的高通量鉴定方法，该方法经过自动化的流程对糖链

进行全甲基化处理，平均每分钟完成一个样品的分析。对免疫球蛋白（IgG4）单克隆抗体和重

组人红细胞生成素（rhEPO）的分析验证了方法的可靠性。通过亲水作用色谱和超高效液相色

谱分析验证了方法的准确性，其有望在药物筛选和临床标志物研究等方面获得应用。

Tanabe 等[5]开展了多岩藻糖化蛋白与肝癌的相关性研究。研究发现早期的肝癌不仅与甲胎蛋

白（AFP ）的异常升高相关，还与多岩藻糖化的 α-1- 酸糖蛋白有密切关系。对 27 例乙肝、26

例丙肝、27 例健康志愿者血液中的糖蛋白组进行分析，采用超滤和凝集素亲和色谱处理、色

谱- 质谱分离鉴定，在 3 万多糖肽中筛选出了α-1-酸糖蛋白分子，该分子具有多个岩藻糖结构和

四天线结构，在乙肝和丙肝导致的肝癌病人的血液样本中异常升高。

Karner 等[6]研究了黏膜炎莫拉菌，它通过膜蛋白黏附在人的呼吸道上皮细胞上，感染形成慢性

阻塞性肺病和急性中耳炎等疾病。作者采用碳酸钠溶液提取外层质膜泡囊，通过纳流液相色

谱、多维色谱-质谱进行分离鉴定。氨基葡萄糖糖苷（GAGs）在侵入人体细胞时发挥着关键作

用，作者重点对 GAGs 亲和的膜蛋白组进行了研究，发现了潜在的抗原蛋白组和疫苗结合蛋白

质。同时，还发现了一批新的潜在免疫抗原蛋白质。

磷酸化蛋白在生命调控过程中的作用非常广泛，其分离鉴定研究仍然十分活跃。Zarei 等[7]研

究发展了基于静电排斥-亲水作用色谱（ERLIC）分离磷酸化肽的新方法。第一步，多磷酸化肽

根据其负电荷多少在离子排斥-亲水作用模式下依次分离；第二步，强阳离子交换（SCX）色

谱再次分离单磷酸化肽。鉴于 SCX 色谱的交换能力较强，可以分离那些单磷酸化肽和少数负

电荷少的肽，使各种磷酸化肽组分得到更完全的分离和鉴定。该方法还可以通过固相萃取柱在

2 h 内实现馏分化分级。

盐和pH 是目前离子交换色谱的主要淋洗方式，Adachi 等[8]研究开发了一种酸梯度洗脱分离磷

酸化肽的新方法。作者采用 C18-SCX StageTip 为分离介质，分别对比了酸和盐梯度洗脱的效

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摘要：

近期色谱－质谱相关技术和方法学研究综述本文对近期色谱-质谱相关技术和方法学研究进展进行简略评述。由于色谱方法研究和应用领域十分广泛，涉及方方面面，本文仅简要介绍色谱、多维色谱及其与质谱联用技术在生物物质分析领域（主要是人类染色体蛋白质组、糖蛋白、磷酸化蛋白质组）的研究工作，此外还包括体积排阻色谱分离病毒颗粒、量子点、肝素方面的研究和多维气相色谱分析进展及其他亮点文章。最近有专辑[1]报道了人类染色体蛋白质组的研究。人类染色体蛋白组计划（CHPP）的目标瞄准人类基因组编码的19467个蛋白质，鉴定其中尽可能多的蛋白质。从过去的4年来看，该蛋白质组计划获得的蛋白质数据从2013年的13664个逐年...

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