代謝組學分享，深度檢測血液樣本，最高可達5000以上蛋白檢測量的蛋白冠?蛋白質組學技術受到越來越多科研工作者的關注和喜愛。它是如何實現高深度、廣覆蓋的檢測能力呢？下面就讓小趣帶你一起通過這篇美國**來解開這個謎團。

代謝組學分享-**基本信息

Patent Type（**類型）：United States Patent

Patent No.（**號）：US 11,428,688 B2

Date of Patent（**時間）：Aug. 30 , 2022

Patent Title（**名稱）：COMPOSITIONS , METHODS AND SYSTEMS FOR PROTEIN CORONA ANALYSIS AND USES THEREOF

Applicant（申請人）：Seer, Inc., Redwood City , CA (US)

代謝組學分享-**主要內容速遞 1.**磁珠特性

圖1-A為磁珠(magnetic particles, MP)表面化學試劑，其中一些磁珠為納米磁珠(magnetic core nanoparticles, MNP)。不同磁珠具有不同的屬性特征，如圖1-B所示。

2.蛋白冠的形成

蛋白冠的形成與蛋白-磁珠、蛋白-蛋白相互作用、蛋白濃度等相關，根據磁珠特性的不同形成不同的蛋白冠，從而實現不同濃度蛋白質的檢測。

3.蛋白冠分離原理

圖3顯示了超順磁性氧化鐵納米顆粒(SPIONs)與剩余溶液的分離原理。SPIONs分散在溶液中，在一個玻璃小瓶中被視為一個黑暗的、不透明的溶液。在30秒內，在小瓶的一側應用磁鐵，SPIONs從溶液中分離出來，正如右側照片中所示磁鐵旁邊黑色顆粒積累和溶液透明度增加。如果晃動右圖所示的分離溶液后，SPIONs的反應速度很快，顆粒在5秒內恢復到左圖所示的分散狀態。

4.蛋白冠?蛋白質組技術流程

如圖4所示，該流程展示了針對高通量和自動化進行了優化，可以在數小時內同時處理多個樣品。該過程包括磁珠-基質蛋白結合、磁珠洗滌(×3)、蛋白冠形成、板內酶解消化和質譜分析。使用此流程，只需要4~6小時即可處理一批96例樣品。通常情況下，一批處理過程中，1種磁珠孵育1例樣品。

5.蛋白冠?蛋白質組學技術-精確度高

圖5表示在不同時間點多種磁珠與血漿孵育后獲得的蛋白進行凝膠電泳分析。每個單獨的試驗運行約1小時，由不同的操作員在三個不同的時間點進行三次測量，以證明試驗的精度。從左到右，凝膠顯示一個marker，三個連續柱的SP-339（聚苯乙烯羧基），三個連續柱的SP-374（硅硅醇），一個marker，和三個連續柱的HX56(SP-007)（硅氨基）。對三種不同的方法用SP-339（聚苯乙烯羧基）磁珠富集得到的蛋白進行檢測，共有蛋白為180。

6.蛋白冠?蛋白質組學技術-準確度高

圖6-1顯示了與對照相比標準蛋白的濃度響應。峰值隨濃度的變化而變化。內源性蛋白質對照不隨濃度變化。圖6-1顯示了標品C反應蛋白(CRP)回收率實驗數據。蛋白質被添加為4個水平：2倍，5倍，10倍和100倍。使用HX-42 (SP-006)（左）和HX-97兩種磁珠（右，同SP-007）。圖6-2顯示了標準品和對照的響應斜率。回歸模型的斜率與MS~酶聯免疫吸附試驗(ELISA)數據吻合。

7.蛋白冠?蛋白質組學技術-自動化前處理

三種不同的磁珠類型（三者至少有一種物理化學不一樣，從而形成不同的蛋白冠），聯合Proteograph自動化平臺和質譜實現血漿蛋白高深度檢測。

8.蛋白冠技術與自動化Proteograph平臺聯用-穩定性強，磁珠越多，檢測準確度越高

蛋白冠的形成由磁珠的物理化學性質所決定。帶有采用3種不同的磁珠來聯合自動化Proteograph平臺進行蛋白冠分析。收集了45名受試者的血漿（5種癌癥各8例，包括膠質母細胞瘤、肺癌、腦膜瘤、骨髓瘤和胰腺癌，以及5名健康對照）。通過對三種磁珠聯合檢測到的蛋白展開主成分分析(PCA)進行初步探索性分析。圖8顯示了使用三種磁珠聯用Proteograph自動化平臺的蛋白冠蛋白質組學分析，針對3種磁珠中的每1種蛋白冠結果進行分析發現，在每1000次的交叉驗證中可建立隨機森林模型?？蓪ξ宸N癌癥進行穩健分類，總體準確率為95%。這為蛋白冠檢測結果的穩健性提供了有力證據。同時也可以看出，加入不同類型的磁珠可獲得更好的檢測結果。

9.突出應用-發現新蛋白，Biomarker研究之“星”

圖9展示了使用SP-007磁珠研究非小細胞肺癌(NSCLC)的蛋白變化特征。在28名IV期NSCLC患者（有相關的共發病和治療效果）與28名年齡和性別匹配的健康患者之間，統計分析鑒定到7個顯著差異的MS特征。

10.應用范圍廣-不同磁珠panel組合實現深度檢測，可對不同類型樣本展開檢測

多個panel組合：在實際應用中，多個磁珠組合使用，在一些panel中，至少包括三種不同的物理化學性質的磁珠。在某些應用中，panel包括至少3種/4種/5種/6種/7種/8種/9種/10種/11種/12種不同的磁珠類型。多個磁珠類型能夠吸附來自樣品的多個蛋白質以形成多個蛋白質冠。在一些應用中，多個磁珠類型中的至少一種顆粒類型包括氧化鐵納米顆粒。在應用中，樣本為生物體液樣本；在進一步的檢測中，可考慮生物樣本包含：血清，血漿，CSF（腦脊液），尿液，淚液，唾液，淚液，細胞裂解液，組織裂解液，細胞勻漿，組織勻漿等等。也可以考慮非生物樣本：比如：水，牛奶，溶劑，均質樣本。在一些應用中，可檢測到的蛋白數據如下：

至少

100/200/300/400/500/600/700/800/900/1000/1100/1200/1300/1400/1500/1600/1700/1800/1900/2000 unique proteins。

代謝組學分享-科研延伸

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蛋白冠?蛋白質組學流程