快速發現Biomarker？

SELDI蛋白質芯片系統實現了來自小樣本的基于芯片的蛋白質和肽段圖譜與一個高通量分析平臺的一體化，可從大量復雜生物學樣品中快速獲得蛋白質分子量圖譜，發現Biomarker。

ProteinChip SELDI系統用于從大量復雜生物學樣品中快速獲得蛋白質分子量圖譜，發現Biomarker。它使用表面增強的激光解吸離子（Surface Enhanced Laser Desorption/Ionization）技術來捕獲、檢測和測量復雜生物樣品中的肽段和蛋白質的分子量。

蛋白質芯片所獨特擁有的化學修飾表面使得該技術能夠與其他基于分子量的分析系統相區別。SELDI技術提供了一系列進行不同表面修飾的芯片，從而獲得基于芯片性質的譜圖——把選擇性吸附、洗脫和肽段與蛋白質分析這些步驟整合到了一個簡單的平臺上。復雜的生物樣品，如血清、細胞裂解液等，可以直接上樣到芯片表面，被不同化學修飾的芯片表面所捕獲的不同蛋白質可以進入隨后的飛行時間質譜分析。

SELDI蛋白質芯片系統實現了來自小樣本的基于芯片的蛋白質和肽段圖譜與一個能夠用于高通量分析的平臺的一體化。

SELDI的實驗流程

SELDI蛋白質芯片的使用包括四個步驟，見圖1。

圖1.  2D Gel與SELDI的比較。

1、芯片類型的選擇

蛋白質芯片提供了多種色譜的功能，包括親水、疏水、陽離子交換、陰離子交換以及金屬親和表面等。此外，通過共價偶聯選定的蛋白質或者其他目標分子，可以對芯片表面實現預活化，從而設計出具有更高針對性、特異性的芯片。

2、上樣

血清、細胞或者組織的裂解液、尿、腦脊液，或者其他蛋白質勻漿液等復雜的生物學樣品，包括那些含有高濃度鹽離子和去垢劑的樣品，都可以直接上樣于蛋白質芯片表面。樣品通過手工加樣或者自動上樣儀進行點樣。復雜蛋白質樣品中的一個特定亞群將通過簡單的化學作用或者蛋白質相互作用被芯片捕獲。

3、未結合成分的洗脫

孵育后，未結合的蛋白和其他成分從芯片表面洗脫掉。只有那些特異性結合的蛋白質才保留下來用于進一步的分析。這種選擇性的洗脫進一步選取基于芯片特色的蛋白質集合。

4、在SELDI蛋白質閱讀機上進行分析

在洗脫步驟之后，點加上含有能量吸收分子（EAM）的有機溶液。EAMs對樣品的離子化起關鍵作用。在蛋白質溶解到含有EAM的溶液之后，溶液揮發掉，在芯片表面形成蛋白質和EAMs的共結晶。

芯片在SELDI閱讀機上進行分析，后者是一種時間飛行質譜。芯片閱讀機內有一個氮源的激光器，導致離子化和解吸附過程的產生。激光能量誘導蛋白質離子化以及從晶體態到氣態的轉變。

一旦進入到氣態，帶電蛋白質分子在一個分離電壓作用下迅速地運動，或稱“飛行”。分離電壓對樣品中所有的分子具有相同的作用，使之表現出基于分子量差別的不同飛行時間。SELDI閱讀機記錄下這些飛行時間，換算成分子量。

SELDI系統的特征

SELDI系統可以解決傳統雙向電泳的固有問題。無需對粗樣品進行多步處理，可以在儀器芯片上直接上樣，此外，還有如下特征：

如樣品通量問題，我們傳統的雙向電泳每次只能研究一個正常樣本與變化樣本間的蛋白表達差異，而SELDI系統可以在一天內完成超過300個樣本的蛋白表達差異，從而快速篩選出合適的Biomarker，另外，從統計學意義上來說，至少超過100個樣本的比較分析才有實際意義。再如低分子量蛋白質研究問題，傳統的二維電泳無法檢測小于15kDa的蛋白質，更無從研究其表達差異，而SELDI利用TOF-MS的檢測手段，對于從1000Da到25kDa的蛋白質都有良好的分辨作用。最后，傳統的凝膠電泳受到pH值的約束，多數研究對象集中于pH 4-8的蛋白質，而SELDI對于廣pH范圍的蛋白質有更好的實驗結果。

案例介紹

利用SELDI檢測到的Biomaker可以進行疾病的早期診斷，圖2顯示了正常人和前列腺癌患者不同的蛋白質表達情況，可以使用SELDI技術精確進行分辨，對于臨床上的輔助診斷有很好的作用。

圖2.   利用SELDI技術發現正常人和前列腺癌患者不同的蛋白質表達情況