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蛋白組學(xué)的實驗過程高度依賴優(yōu)化的樣品前處理。其中,，蛋白消解和質(zhì)譜分析這兩步之間的處理過程對整體分析質(zhì)量和靈敏度有著非常重要的影響,。一種名為StageTips的關(guān)鍵技術(shù)于2003年由南丹麥大學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域著名學(xué)者Matthias Mann報道，并因其高效和簡便而在蛋白組學(xué)研究中得到廣泛使用,。許多研究機構(gòu)根據(jù)自身課題特點開發(fā)了StageTips的應(yīng)用規(guī)程,。

StageTips是一種填充了Empore膜片的微量移液管。其全稱是“Stop and go extraction tips”,，喻意為蛋白分解產(chǎn)生的肽被Empore膜片攔截,，然后由適當?shù)娜軇┽尫懦鰜怼＿@個過程中,，鹽份去除,，肽得到純化和濃縮，或者預(yù)分餾,。Empore膜片由高分子纖維網(wǎng)固定住的功能顆粒構(gòu)成,，同時具有很好的物理特性（如柔軟、致密）和化學(xué)特性（如高保留因子）,，使StageTips特別適用于LC/MS分析之前處理肽溶液樣品,。膜片中功能顆粒種類的多樣性使StageTips具有多種不同性能，可以根據(jù)應(yīng)用內(nèi)容有多種選擇,，并可以在一支StageTips中組合使用,。

a - 單層Empore膜片的StageTips（放大圖中為Empore膜片材料結(jié)構(gòu)示意）; b – 多層膜片的StageTips ；

圖1 StageTips外觀

Empore相對于用松散顆粒制成的產(chǎn)品有多種優(yōu)勢,，包括：顆粒填充致密無溝流,；無需篩板,；洗脫體積小,；容量可由增加膜片層數(shù)而擴大,。

圖2.  Empore StageTips 質(zhì)量控制：這些數(shù)據(jù)顯示SDB-RPS StageTips 在不同批次和同一批次內(nèi)測試結(jié)果的良好可重復(fù)性和可靠性，證實生產(chǎn)工藝的*性,。

應(yīng)用實例一：美國著名醫(yī)院Mayo Clinic 于2020 開發(fā)了基于StageTips和臨床質(zhì)譜的 疫情快速診斷方案,，可以達到和PCR相似的精度。

圖3. Mayo Clinics疫情高通量檢測方案：基于StageTips 和OrbiTrap LC-MS,。

應(yīng)用實例二：高通量磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)檢測

DNA轉(zhuǎn)錄成mRNA要再翻譯成具有特定氨基酸序列的蛋白質(zhì)才能在體內(nèi)發(fā)揮功能,，其中大部分蛋白質(zhì)往往還需要經(jīng)過化學(xué)修飾才能具備真正的活性，這種修飾稱為翻譯后修飾（PTM）,。翻譯修飾的過程,，就是在蛋白質(zhì)氨基酸序列中添加特定氨基酸或改變特定化學(xué)官能團的過程，進而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),。已有實驗證明有三百多種潛在的PTM類型,，并且同一個蛋白質(zhì)可能在多個位點發(fā)生修飾，這就促成了蛋白結(jié)構(gòu)和功能上的多樣性,。在眾多的PTM類型中,，磷酸化修飾（Phosphorylation modification）的蛋白占到了所有蛋白質(zhì)約三分之一，是普遍的修飾類型之一,。會影響到細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo),、細胞結(jié)構(gòu)、細胞增殖,、凋亡,、轉(zhuǎn)錄、代謝過程以及調(diào)控病原微生物的適應(yīng)能力等等,，所以在不同細胞中,，蛋白磷酸化水平會呈現(xiàn)不同的差異，特定位點的磷酸化程度可能從小于1%到大于90%,。

圖 4. StageTips 用于高通量磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)檢測

磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)是研究這個蛋白質(zhì)磷酸化修飾的重要方法之一,。如圖四所示，通過采用基于StageTips的高通量蛋白質(zhì)組學(xué)樣品制備方法,，相對于傳統(tǒng)樣品制備方法來說,，所需要的檢測樣品少了10倍，檢測時間減少3倍,，但定量化磷酸化位點增加了3倍,，極大了提高了研究效率。

高堿性條件下的分餾可大大提高蛋白質(zhì)檢出率,。相比于傳統(tǒng)的方法,，比如離線HPLC 泵,，或者散裝填料裝的Tips，Empore C18 Stage Tips 更為高效,，同時成本更低。圖五顯示的數(shù)據(jù)表明通過StageTips 在高堿性條件下的分餾樣品處理,，蛋白質(zhì)檢出量增加了50%,，同時蛋白質(zhì)覆蓋率提高了10%。

圖5: HeLa細胞系用 Empore C18 StageTips在高堿性條件下進行分餾處理可大大增加蛋白質(zhì)和多肽的檢出水平,。

Empore還具有自身優(yōu)勢,，其中可供選擇的功能顆粒和應(yīng)用如下表所示。

【附帶說明：】Empore原本由3M公司生產(chǎn),。2019年，萊伯泰科公司從3M公司收購了Empore的生產(chǎn)線,，由旗下CDS公司全面掌握生產(chǎn)工藝并生產(chǎn)和銷售,。許多將Empore作為關(guān)鍵材料的高科技產(chǎn)品得以繼續(xù)生產(chǎn)。