HDX 氫氘交換系統

HDX01-2016年9月本公司售出第一套HDX氫氘交換系統於上海某大學研究單位

氫氘交換(HDX)是一種研究蛋白質鏈折疊的標記技術。該技術可以研究在不同生理條件與不同相互作用蛋白反應下,蛋白質鏈的折疊如何隨著時間變化(下圖)。理解蛋白質的結構及其結合機制在生物學的許多領域中具有重要意義,例如:蛋白質3D構型解析,蛋白質配體交互作用,蛋白質藥物研發等。

HDX

現有技術挑戰

  1. 蛋白質必須氘標記後,消化成肽以進行質譜分析。然而,在反應條件下,氘標記的氘返交換會導致資料迅速退化。這就要求在標記完成的當下,反應必須被淬火,並立即分析蛋白質。淬火條件通常是低溫和酸度。
  2. 標記時間是大多數實驗中的關鍵變數。標記肽在不同時間點的變化表明哪些部分的鏈最外露。因此,精確控制的反應時間以及淬火條件是獲得良好的品質資料的關鍵。
  3. 從實驗獲得的大量規格資料需要複雜的分析以提取必要的結構資訊。直到最近,還沒有商業化的套裝軟體來支持這一點,許多科學家只能使用免費軟體和未廣泛證實的演算法。即使在今天,處理來源資料因為需要顯著的時間和計算能力,是最大的工作瓶頸。

LEAP的解決方案

人工作業中產生的方差和潛在錯誤常造成資料浪費。不僅如此,由於同時運行多個定時實驗太過於複雜,即便是簡單的實驗,手動進行時間標記常需要許多小時進行。

HDX的軟體控制為實驗中的所有步驟提供了精確和可靠的時序標記。操作員可以更好利用時間去去執行更關鍵的任務、資料分析及釋義。

LEAP的HDX自動化系統,基於PAL系統開發,在過去幾年取得了相當大的成功。目前已有超過100個這樣的系統安裝在世界各地的實驗室裡。

第二代新型的HDx-3自動化系統,採用PAL RTC手臂平臺,由於它能夠交換注射器工具,LEAP HDx-3只需要一進樣臂,而不是先前的雙臂。此設計大大地減少了占地面積。LEAP HDx-3還有以下六個特點:

  1. 冷卻的注射器:這降低了被標誌的勝肽混合物在被轉移到色譜柱溫控箱期間的逆反應。注射器在停放位置會進行主動冷卻以保持傳送步驟需要的溫度。
  2. 高性能託盤冷卻器:更強大的冷卻能力以控制溫度下降到0°C。此外,為避免溫度波動,抽取小瓶樣本時不再開關抽屜。新的設計增加了100個時間點(樣本)的實驗能力。
  3. 改進的色譜柱操作溫控箱: 新的色譜柱操作溫控箱有一個鏤空的剖面和可移除的門便於安裝。
  4. 獨立的胃蛋白酶柱溫控箱:安裝在色譜柱操作溫控箱後面,這個選項允許胃蛋白酶柱能保持在不同于(高於)主操作室的溫度。這提高了在實驗過程中的酵化效率,並能方便地在適當的位置存取胃蛋白酶柱。
  5. 改進的液體處理:新的PAL系統平臺具瓶底觸底感應功能。這意味著,即使樣品反應物的樣品量非常的少,PAL在混合和傳輸步驟中也將保持非常好的樣品回收。
  6. 改進的控制軟體:LEAP HDx的軟體具最優化時間表列和最精准標誌時點的控制。軟體支援所有HDX工作流程並且可以直接集成至主要的質譜資料系統上。緊密的集成能避免另外須在PAL和MS各別建立匹配的工作列表。它還提供了更好的同步和錯誤處理。該軟體有一個專用的使用者介面,使用者可以檢視所有方法的任務、自訂過程還有透過圖形介面跟蹤實驗過程、進度和記錄活動。

應用實例

HDX氫氘交換系統用於蛋白質構象的研究