Methods for protein analysis by capillary electrophoresis and mass spectrometry

• Protein analysis is important to understanding biological systems, but sample diversity necessitates a multitude of analysis techniques and methods. Challenges that are addressed include analysis of low abundance samples, fractionation to reduce sample complexity, and automation to reduce time and cost.Matrix assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI-MS) is an important technique for protein characterization. In Paper I, the sensitivity of MALDI-MS was enhanced through the fabrication of a hydrophobic coating for the MALDI target plate, yielding analyte concentration. The plate outperformed a commercial concentration plate.Capillary electrophoresis (CE) separation offers low sample consumption and high efficiency, and in Paper II, offline CE-MALDI-MS fractionation was employed. A robot system for automation was constructed and used in analysis of spermatophore proteins from the butterfly Pieris napi. The robot was also used in automated on-target trypsin digestion under a lid of liquid fluorocarbons, a simpler and cheaper alternative to controlled humidity chambers. An indication of indigenous proteolysis of the sample was seen.Electrospray ionization (ESI) is the other technique for protein analysis in MS. In Paper III, the biomarker protein osteopontin (OPN) was analyzed by ESI-MS in order to find suitable conditions for its detection. A preliminary optimization of solvents and ionization conditions was done, and tandem MS (MSn) performed to increase the reliability of identification.

• Proteinanalys är viktigt för att förstå biologiska system, men mångfalden av prov kräver en mängd olika analystekniker och metoder. Utmaningar som tas upp inkluderar analys av små provmängder, fraktionering för att minska provkomplexiteten, och automatisering för att minska tidsåtgång och kostnad.Matris-assisterad laserjoniserings-masspektrometri (MALDI-MS) är en viktig teknik för proteinkarakterisering. I Artikel I förbättrades känsligheten i MALDI-MS genom tillverkning av en hydrofob beläggning på MALDI-provplattan, vilket gav en koncentration av provet. Provplattan gav bättre resultat än en kommersiell koncentrationsprovplatta.Kapillärelektroforesseparation (CE) har låg provåtgång och hög separationseffektivitet och i Artikel II användes offline CE-MALDI-MS-fraktionering. Ett robotsystem för automatisering konstruerades och användes för analys av spermatoforproteiner från fjärilen Pieris napi. Roboten användes även i automatiserad trypsinklyvning under en yta av en flytande fluorkolförening, ett billigare alternativ tilli nkubationskammare med kontrollerad luftfuktighet. En indikation på naturlig enzymatisk proteinklyvning i provet hittades.Elektrospray jonisering (ESI) är den andra tekniken för proteinanalys i MS. I Artikel III analyserades biomarkören osteopontin (OPN) med ESI-MS för att hitta lämpliga förhållanden för dess detektion. En preliminär optimering av lösningsmedel och jonisationsförhållanden gjordes, och tandem-MS (MSn) utfördes för att öka identifikationens tillförlitlighet.

Subject headings

NATURVETENSKAP  -- Kemi -- Analytisk kemi (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Chemical Sciences -- Analytical Chemistry (hsv//eng)

Keyword

MALDI; Concentration plates; Alkyl ketene dimer; CE-MALDI-MS2; On-target digestion; Automation; Robot; Pieris napi; spermatophore; ESI-MS2; Osteopontin

MALDI; Koncentrationsprovplatta; alkylketenedimer; CE-MALDI-MS2; enzymklyvning på provplatta; Automatisering; Robot; Pieris napi; Spermatofor; ESI-MS2; Osteopontin

Kemi

Chemistry

Publication and Content Type

vet (subject category)

lic (subject category)