在高离子强度和小样本体积下,用于蛋白质NMR的3D打印微细胞

科学领域:

• 分析化学 分析化学
• 生物物理化学 生物物理化学
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 标准核磁共振 (NMR) 测量需要大量的溶剂体积 (约. 0.5毫升),以确保磁场的一致性.
• 现有的专门的NMR细胞 (例如,Shigemi细胞) 降低了溶剂需求,但在高离子强度或超高磁场下可能存在局限性.
• 导电性,吸收射频的溶剂,如水,需要较小的样本体积,以进行最佳的NMR分析.

研究的目的:

• 开发一种有效且廉价的方法来减少NMR光谱中的活性样本体积.
• 创建3D打印的微细胞与标准的5毫米NMR管相兼容,以减少溶剂的使用.
• 在磁场均性和光谱质量方面评估这些微细胞的性能,特别是在具有挑战性的样本条件下.

主要方法:

• 通过3D打印制造圆形的微细胞,将其插入标准的5毫米NMR管中.
• 使用切片选择脉冲序列测量3D打印机树脂的静磁敏感性.
• 水的特征和D2O在不同的NaCl度下磁性敏感性.
• 在微细胞和标准管中获取蛋白质样本的异质核单量子连贯性 (HSQC) NMR光谱.
• 微细胞实用性的证明,用于分析N-乙化α-synuclein和melittin四重化.

主要成果:

• 3D打印的微细胞有效地将活性样本体积降低到0.13毫升.
• 水的磁性易感性随着NaCl度的增加而增加,而树脂的磁性易感性是恒定的.
• 对于高质量的蛋白质NMR光谱来说,树脂的对磁性兴奋剂是不必要的,因为微细胞对敏感性不匹配的不敏感性.
• 微细胞提供出色的射频 (RF) 和良好的B0场均性.
• 微细胞中集成的HSQC信号强度仅比标准0.5毫升样本管中低6.5±4%.

结论:

• 3D打印的圆形微细胞为减少NMR光谱中的样本体积提供了具有成本效益的解决方案.
• 这些微细胞保持高光谱质量和同质性,即使在导电溶剂和高度盐中.
• 开发的微细胞适合在各种溶液条件下研究蛋白质动力学和相互作用,包括高离子强度.