Hydrolytically stable hydrophilic CE coatings for protein characterization

用于蛋白质表征的水解稳定亲水性 CE 涂层

基本信息

  • 批准号:
    8144284
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.86万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-09-15 至 2013-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The main objective of this project is to advance in the solution of the analytical problem associated with the still unsatisfactory hydrolytic stability of current organic films that coat the inner-wall of the fused-silica tubes used in capillary electrophoresis (CE). The purpose is to fully exploit the superb efficiency of CE by significantly decreasing the limitation due to the undesirable interactions between the analyte and the silica surface. The ultimate goal is to obtain clear-cut separation profiles that enable better characterization of the protein species present in complex samples from a variety of tissues or bodily fluids. The project will focus on the development of chemically modified capillaries through a three-step process that starts with the formation of an inorganic silicon hydride precursor on the silica surface. Next, attachment of benzyl chloride groups is accomplished by reacting the hydride intermediate with a terminal olefin, p-vinyl-benzyl chloride, in the presence of a Pt- catalyst. Finally, polymerization of an N-substituted acrylamide monomer (namely, N-acryloyl- aminopropanol), initiated at the benzyl chloride group in the presence of a Cu-catalyst, produces a hydrophilic layer chemically attached to the silica surface. Thus, our strategy brings together the best of three worlds: first, a very stable anchorage of the coating to the inner wall of the capillary tube by means of Si-C linkages; second, a similarly stable polymeric film whose strength arises from the N-substitution on acrylamide; and third, an in-situ "living" polymerization method that permits easy control of the coating thickness. The fundamentals of the various phases of the project have been set out in previous work of this researcher as well as that of others, and their experimental soundness has been separately demonstrated. The modified surfaces will be characterized by IR and solid-state NMR spectroscopies, atomic force microscopy, contact-angle measurements, etc. Naturally, the CE migration profile of a number of chemical probes will also be thoroughly examined and, eventually, analytical procedures will be developed for selected proteome samples. A thorough assessment of the stability of all new bonded materials will also be an essential part of this work. A successful completion of this project should have a significant impact on proteomics, the analytical characterization of protein species and the elucidation of their biological role in cell function. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: Analytical mapping of protein molecular species in human tissues and fluids is extremely important from a public health point of view because understanding protein composition and fate will provide valuable insights into the mechanisms of many diseases and important implications for drug development. This project will pursue the development of an improved CE coating to move toward the solution of the analytical problem associated with the less than satisfactory separation and quantification of proteins by current CE methodologies.
描述(由申请人提供):本项目的主要目标是推进与毛细管电泳(CE)中使用的熔融石英管内壁涂层的当前有机膜的水解稳定性仍然不令人满意相关的分析问题的解决。其目的是充分利用CE的卓越效率,通过显着减少限制,由于分析物和二氧化硅表面之间的不良相互作用。最终目标是获得清晰的分离谱,从而能够更好地表征来自各种组织或体液的复杂样品中存在的蛋白质种类。 该项目将专注于通过三步工艺开发化学改性毛细管,该工艺从二氧化硅表面形成无机氢化硅前体开始。接下来,通过在Pt-催化剂存在下使氢化物中间体与末端烯烃对乙烯基苄基氯反应来实现苄基氯基团的连接。最后,在铜催化剂的存在下,在苄基氯基团处引发的N-取代的丙烯酰胺单体(即,N-丙烯酰基-氨基丙醇)的聚合产生化学附着到二氧化硅表面的亲水层。因此,我们的策略汇集了最好的三个世界:第一,一个非常稳定的锚定涂层的毛细管内壁的Si-C键的装置;第二,一个类似的稳定的聚合物膜,其强度来自N-取代丙烯酰胺;和第三,原位“活”的聚合方法,允许容易控制的涂层厚度。该项目的各个阶段的基本原理已经在本研究人员和其他人以前的工作中列出,并且它们的实验可靠性已经分别得到证明。改性后的表面将其特征在于红外和固态核磁共振光谱,原子力显微镜,接触角测量等自然,CE迁移配置文件的一些化学探针也将彻底检查,并最终,分析程序将开发选定的蛋白质组样本。对所有新粘合材料的稳定性进行全面评估也将是这项工作的重要组成部分。该项目的成功完成将对蛋白质组学、蛋白质种类的分析表征及其在细胞功能中的生物学作用的阐明产生重大影响。 公共卫生相关性:从公共卫生的角度来看,人体组织和体液中蛋白质分子种类的分析图谱非常重要,因为了解蛋白质的组成和命运将为许多疾病的机制提供有价值的见解,并对药物开发产生重要影响。该项目将致力于开发一种改进的CE涂层,以解决与当前CE方法对蛋白质的分离和定量不满意相关的分析问题。

项目成果

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