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生命的化学 2017年第1期37卷 16-21页

作者：肖开捷田志新同济大学化学科学与工程学院

蛋白质组学系统研究了生物体蛋白质组,尤其是一定生理、病理条件下差异表达的蛋白;对蛋白质序列、翻译后修饰及其位置的定性鉴定可以帮助我们系统地了解蛋白质的结构和功能。随着软电离技术(如电喷雾电离技术)及高质量测量精度、高质量... 详细信息

蛋白质组学系统研究了生物体蛋白质组,尤其是一定生理、病理条件下差异表达的蛋白;对蛋白质序列、翻译后修饰及其位置的定性鉴定可以帮助我们系统地了解蛋白质的结构和功能。随着软电离技术(如电喷雾电离技术)及高质量测量精度、高质量分辨质谱仪(如轨道阱质谱仪)的发展与相对普及,完整蛋白质的质谱表征(即所谓的自上而下蛋白质组学)已成为可能且渐渐流行起来;相应的数据库搜索引擎和蛋白质鉴定生物信息学工具也有了一定的进展。本文对作者研发的蛋白质电喷雾质谱原位解析算法"同位素质荷比及轮廓指纹比对"及整体蛋白质数据库搜索引擎"Protein Goggle2.0"(http://***/)做一个概述。

关键词：蛋白质电喷雾质谱原位解析同位素质荷比及轮廓指纹比对蛋白质数据库搜索引擎 ProteinGoggle 2.0

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水下伽马能谱原位检测关键技术研究与开发

水下伽马能谱原位检测关键技术研究与开发

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作者：郝继鹏齐鲁工业大学

学位级别：硕士

基于NaI（Tl）闪烁晶体的海洋放射性监测技术具有高分辨率、低功耗和成本低的特点,成为国内外海洋放射性环境安全自动监测和突发事件应急监测的主要方式。但是,该技术在海上搭载浮标等海洋自动监测平台上实现长期、连续、自动监测时,因... 详细信息

基于NaI（Tl）闪烁晶体的海洋放射性监测技术具有高分辨率、低功耗和成本低的特点,成为国内外海洋放射性环境安全自动监测和突发事件应急监测的主要方式。但是,该技术在海上搭载浮标等海洋自动监测平台上实现长期、连续、自动监测时,因实时测量得到的海水伽马能谱数据量较大,远程传输容易发生漏发、错发,导致核素解析结果出现错误,影响安全监测和应急决策。本文针对此问题,面向实际应用场景,提出一种水下伽马能谱原位自动解析的解决方案,通过在传感器硬件端将采集到的海水伽马能谱进行实时、自动解析,从而避免大容量数据传输过程中可能引入的错误,提高传感器海上实际应用的性能。首先,详细介绍了本文设计的海洋放射性传感器结构组成、工作原理设计思想和相关性能指标,为后续章节软硬件设计研制奠定了基础。在硬件方面,主要针对原位自动解析相关硬件电路进行设计和开发,选择STM32L475VET6芯片作为主控单元,并设计了相应的MOS管开关电路,降低功耗并提高能谱解析速率。完成了相关电源电路、通信电路、存储电路、调试下载电路和时钟与复位电路设计,形成海洋放射性传感器电路硬件原理图,合理规划PCB布局。研发形成的硬件电路通过了长时间供电测试、电路板通信测试以及各模块功耗测试等调试与测试实验,为海洋环境下的放射性检测提供了重要的技术保障。其次,开展了海洋放射性传感器原位自动解析相关的软件设计与开发,研究建立了一套完整、简洁、准确的原位自动解析算法和通信协议,实现了对放射性核素的原位监测和实时解析。确定了在传感器端采用五点重心平滑法处理原始伽马能谱数据,减少了传感器固有统计涨落以及噪声的影响。通过设计导数寻峰方法确定峰位道址,利用梯形本底扣除法完成伽马能谱的本底扣除,在传感器刻度基础上进而实现核素的自动识别和活度计算。通过通信和算法程序的调试和测试实验,优化性能为实现海水伽马能谱的原位自动解析提供技术保障。最后,对装配形成的传感器进行刻度和实验,在刻度过程中通过计算得到海洋放射性传感器对Cs能量分辨率为6.4%。设计水箱实验,得到核素测量对应的峰位道址与参考峰位道址相符,活度误差在±5%以内。通过海水现场实验对每24个小时的伽马能谱中的核素K进行分析,得到峰位道址与参考道址之间道址差距在±1道之内,活度误差在±5%以内,对Cs最小探测活度约为0.04Bq/L,达到传感器设计指标。通过实验可以看出传感器样机可以有效进行能谱原位解析,其解析能力满足放射性监测需求,能够为放射性检测提供技术支持。

关键词：海水放射性监测 NaI(Tl)传感器原位解析数据传输

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完整蛋白质数据库搜索引擎ProteinGoggle

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第三届全国质谱分析学术报告会

作者：肖开捷田志新同济大学化学科学与工程学院

Top-down蛋白质组学直接以完整蛋白质为研究对象,获得完整蛋白质分子全面的一级结构信息（氨基酸变化、组合式翻译后修饰）,从而为其结构和功能的研究提供完备的支撑。相对于无机小分子、有机小分子、代谢产物及多肽等生物小分子的EI或C... 详细信息

Top-down蛋白质组学直接以完整蛋白质为研究对象,获得完整蛋白质分子全面的一级结构信息（氨基酸变化、组合式翻译后修饰）,从而为其结构和功能的研究提供完备的支撑。相对于无机小分子、有机小分子、代谢产物及多肽等生物小分子的EI或CI质谱,完整蛋白质大分子的ESI质谱出现了两个全新的特征:（1）蛋白质以高价态出现;（2）单同位素峰往往不再被实验直接观察到。对于这类质谱的解析,基于"去同位素"（质谱直接测量的同位素轮廓数据被近似拟合成单同位素质量）及随后的质量比对的方法有较多的发展与应用,相关完整蛋白质的定性定量分析也取得了较大的进展;然而,理想与非理想数据的严格区分、串级质谱中高密度重叠数据的解析等问题仍然有待解决。基于完整蛋白质ESI质谱的全新特征,我们发展了"同位素轮廓指纹比对"原位解析算法（图1）[1,2]。该算法无需对原始实验数据进行近似拟合处理,简化数据分析步骤,直接避免了相关误差;突破了现有基于"去同位素"的方法无法准确解析10kDa以上完整蛋白质的瓶颈;利用理论同位素轮廓信息,可以对高密度重叠数据进行有效解析[3],大大提高了串级质谱数据的利用效率和蛋白质及其翻译后修饰的鉴定可信度。基于"同位素轮廓指纹比对"算法,我们发展了数据库快速建立与索引、高密度重叠数据高效解析、可信度打分及假阳性控制、蛋白质多维结构信息（翻译后修饰、氨基酸突变、水解）全面高效注释、同位素标记定量等功能模块,开发与制作具有极其友好用户界面的、高通量的、精准的完整蛋白质及蛋白质组定性定量鉴定搜索引擎Protein Goggle（图1）[2,4]（http://***）。

关键词： Top-down蛋白质组学完整蛋白质质谱原位解析数据库搜索引擎 ProteinGoggle

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