基于毛细管区带电泳-质谱联用的蛋白质冠层全蛋白组分析技术

【编辑推荐】来自国际团队的研究人员针对纳米颗粒( NP )表面蛋白质冠层( protein corona )的精准表征难题，开发了基于毛细管区带电泳( CZE )-串联质谱( MS/MS )的全蛋白组( top-down proteomics )分析方案。该技术通过表面活性剂辅助洗脱结合CZE-FAIMS-MS/MS联用，可在3-4天内鉴定数百种聚苯乙烯NP结合的蛋白变体( proteoform )，揭示不同理化性质NP的特异性蛋白冠层图谱，为精准预测纳米药物体内行为及疾病标志物发现提供新工具。

　　

当纳米颗粒(NP)进入生物体液时，其表面会自发吸附形成一层主要由蛋白质构成的生物分子层——蛋白质冠层(protein corona)。这对于治疗性纳米颗粒而言至关重要，因为冠层组成直接影响其在生物体内的活性和功能。传统基于质谱(MS)的自下而上蛋白质组学(bottom-up proteomics)难以准确识别冠层中的特定蛋白变体(proteoform)，而同一基因的不同蛋白变体可能具有截然不同的生物学功能，这种认知空白严重制约着纳米药物的生物分布预测和疾病标志物发现。

最新研究突破性地采用毛细管区带电泳(CZE)与串联质谱(MS/MS)联用技术，建立了纳米颗粒蛋白冠层的全蛋白组(top-down proteomics)分析方案。该技术通过表面活性剂辅助洗脱策略高效回收完整蛋白变体，结合CZE-MS/MS和CZE-高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)-MS/MS两种检测模式，仅需3-4天即可完成从样品处理到数据分析的全流程。应用该方案，研究人员成功从聚苯乙烯NP表面鉴定出数百种蛋白变体，并发现不同理化性质NP会形成特征性的蛋白冠层图谱。特别值得注意的是，FAIMS技术的引入显著提升了复杂蛋白变体的分离鉴定深度，为揭示纳米材料-生物系统相互作用的分子机制提供了前所未有的分辨率。这项技术不仅推动纳米医学的精准化发展，更为疾病早期诊断的生物标志物筛选开辟了新途径。