أسلوب إعداد نموذج فعال لتعزيز الإشارات أيون الكربوهيدرات في مصفوفة-بمساعدة الليزر الامتزاز/التأين الكتلي
Summary
ويتجلى بروتوكولا لتعزيز الإشارات أيون الكربوهيدرات في استخدام الطيف الكتلي بإصلاح الهياكل البلورية أثناء عمليات إعداد عينة.
Abstract
إعداد عينة عملية حاسمة في تحليل الطيف الكتلي (مللي ثانية) من الكربوهيدرات. على الرغم من أن الليزر ساعد مصفوفة الامتزاز/التأين (استخدام) مرض التصلب العصبي المتعدد هو الأسلوب المفضل في تحليل الكربوهيدرات، ستظل أيون الفقيرة الإشارات والبيانات إمكانية تكرار نتائج العينات الكربوهيدرات مشاكل حادة. للتحليل الكمي من الكربوهيدرات، بروتوكولا تحليلية فعالة توفر بيانات فائقة الجودة ضروري. ويوضح هذا الفيديو نموذج إعداد بروتوكولات تحسين كثافة الإشارات وتقليل التباين البيانات من الكربوهيدرات في استخدام MS. بعد التجفيف، وتبلور من قطرات العينة، يتم إصلاح مورفولوجية كريستال من الميثانول قبل التحليل الشامل والمطيافيه. هو بحث تعزيز في إشارة الكربوهيدرات باستخدام التصوير الكتلي (IMS). وتظهر النتائج التجريبية أن إصلاحهم كريستال يضبط هياكل بلورية وتوزيع تحليلها الكربوهيدرات. بالمقارنة مع طريقة إعداد الحبرية المجففة التقليدية استخدام-مللي ثانية، الكربوهيدرات إصلاح كريستال مورفولوجيس مع الميثانول يظهر كثافة إشارة أفضل بكثير، وتوزيع الصورة أيون واستقرار البيانات. منذ بروتوكولات أثبتت هذه الوثيقة لا تنطوي على تغييرات في تكوين عينة، فتنطبق عموما على مختلف الكربوهيدرات ومصفوفات.
Introduction
تحليل الكربوهيدرات هي أحد المواضيع الهامة والصعبة. الكربوهيدرات ومشتقاتها تلعب أدواراً هامة تعيش الكائنات الحية1،،من23. قد أدى إلى تعقيد هياكل هذه الجزيئات وهي عرضه لتتحلل. لا يمكن أن توصف العديد منهم واضح بسبب صعوبات في فصل والكشف. تحليل الكربوهيدرات باستخدام MS استخدام ما زال على الرغم من أن تم تطبيق تحليل طائفة واسعة من الجزيئات الحيوية، نظراً لحساسية ونتائج مفهومة4، الليزر ساعد مصفوفة الامتزاز/التأين (استخدام) الطيف الكتلي (مللي ثانية) أن يكون تحديا كبيرا بسبب كفاءة التأين المنخفضة مثل هذه الجزيئات5. Derivatization الكيميائية بطريقة مشتركة لتحسين كفاءة التأين من الكربوهيدرات6،7، ولكن هذه الإجراءات بالوقت واستهلاك العينة. وإلى جانب ذلك، كفاءة التأين الكربوهيدرات ديريفاتيزيد لا يزال أقل من البروتينات. وهكذا، ضروري استحداث طرق لتحسين إشارة الكربوهيدرات في استخدام MS دون إجراءات معقدة.
تطبيق استخدام MS للتحليل الكمي موضوع تحديا آخر. مشكلة رئيسية تتمثل في استخدام–مرض التصلب العصبي المتعدد أن لها إمكانية تكرار البيانات وحساسية نتائج تعتمد حاسمة على عينة إعداد البروتوكولات والمعايير التجريبية. في كثير من الحالات، التحليل الكمي باستخدام–مرض التصلب العصبي المتعدد لا يمكن الاعتماد عليها بسبب مورفولوجيس عينة غير متجانسة وتوزيع أكثر. الأمثلة معروفة جيدا عينات أعد مع مصفوفة (المجالس الصحية المحلية) استخدام حمض 2، 5-ديهيدروكسيبينزويك. مدى إدماج أكثر في مصفوفة بلورات عندما يتم تبلور المجالس الصحية المحلية ببطء تحت البيئة المحيطة، لا يمكن التنبؤ بها، نظراً لإظهار العينات الناتجة مورفولوجيس غير النظامية. وتتمثل هذه العينات عادة بلورات على شكل إبرة وغرامة كبيرة. عند إعداد المجالس الصحية المحلية باستخدام المذيبات المتطايرة و/أو لوحة عينة ساخنة، عملية تجفيف سريعة ينتج بلورات غرامة أكثر تجانساً وأفضل النتائج الكمية8،،من910. هذا الأسلوب يعرف باسم “البلورة” استخدام العينات. ويعزى التحسن إلى إدماج أفضل لتحليلها في مصفوفة غرامة بلورات أثناء عملية التبلور بسرعة. لقد أظهرنا أيضا أن التكيف مع البيئة إعداد نموذج تخفيض تباين إشارة الكربوهيدرات وتحسين النتائج الكمية11،12. النتائج في هذه الأعمال تشير إلى أن عينة مورفولوجيا عاملاً حاسما في تحديد جودة الإشارة الكربوهيدرات. لوضع استراتيجية عامة للتحليل اليومي، مطلوب أسلوب إصلاح عينة كفاءة توفير حساسية الكربوهيدرات المحسنة.
وقد درسنا بانتظام العلاقة بين حساسية عينة مورفولوجيا والكربوهيدرات في استخدام–مرض التصلب العصبي المتعدد في تقرير الأخيرة13. إظهار مصفوفات استيفاء تعزيز الإشارات أفضل من ريكريستاليزينج المجففة استخدام العينات والنتائج المتحصل عليها باستخدام العديد من الكربوهيدرات الهامة. يتم إصلاح مورفولوجية عينات المعدة باستخدام الطريقة التقليدية الحبرية المجففة (دد) من البلورة بسرعة مع الميثانول (ميوه). وأظهرت البروتوكولات إعداد نماذج مفصلة هنا. البروتوكول يتكون من ثلاث خطوات رئيسية، بما في ذلك نموذج لوحة preconditioning وترسب العينة والبلورة، وتحليل الطيف الكتلي. وتشمل الكربوهيدرات استخداماً سياليل-لويس (SLeA) ومالتوهيبتاوسي (MH). المجالس الصحية المحلية كمصفوفة نموذج. وتبين النتائج أن كثافة إشارة الكربوهيدرات والتوزيع المكاني تحسنت بشكل ملحوظ بعد البلورة. يمكن تطبيق هذه طريقة للعينات مع المصفوفات شعبية أخرى، بما في ذلك 2,4,6-تريهيدروكسياسيتوفينوني (تاب) وحمض α-سينو-4-هيدروكسيسيناميك. يعمل هذا الأسلوب كنهج عام التي يمكن أن تدمج بسهولة في روتين مختبر لتحليل الكربوهيدرات.
Protocol
Representative Results
Discussion
عدم تجانس العينة مشكلة حاسمة في استخدام–السيدة DD هو الأكثر استخداماً طريقة إعداد نموذج، ولكن البلورات الناتجة عالية غير متجانسة. وتظهر هذه العينات إمكانية تكرار نتائج ضعف الإشارة تسديده لإطلاق النار وعينه بعينه. ولذلك، البحث عن “الحلو البقع” في مناطق العينة أثناء الحصول على البيانات إجر?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
المؤلفين قد لا شكر وتقدير.
Materials
| Reagent | |||
| Detergent powder | Alconox | 242985 | |
| Methanol | Merck | 106009 | |
| Acetonitrile | Merck | 100003 | |
| 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) | Alfa Aesar | A11459 | |
| sialyl-lewis A (SLeA) | Sigma-Aldrich | S1782 | |
| Maltoheptaose | Sigma-Aldrich | M7753 | |
| Pipette tips | Mettler Toledo | 17005091 | |
| Microcentrifuge tube | Axygen | MCT-150-C | |
| Equipment | |||
| Milli-Q water purification system | Millipore | ZMQS6VFT1 | |
| Powder-free nitrile gloves | Microflex | SU-690 | |
| 600 mL beaker | Duran | 2110648 | |
| Ultrasonic cleaner | Delta | DC300H | |
| Hygrometer | Wisewind | 5330 | |
| Nitrogen gas flowmeter | Dwyer | RMA-6-SSV | |
| K-type thermocouples | Digitron | 311-1670 | |
| Vortex mixer | Scientific Industries | SI-0236 | |
| Mini centrifuge | Select BioProducts | Force Mini | |
| Pipette | Rainin | pipet-lite XLS | |
| Stereomicroscope | Olympus | SZX16 | |
| Temperature controllable drying chamber | This lab | ||
| Ultraflex II TOF/TOF mass spectrometer | Bruker Daltonics | ||
| MTP 384 target plate polished steel BC | Bruker Daltonics | 8280781 | |
| Flexcontrol Version 3.4 | Bruker Daltonics | Control software | |
| Fleximaging Version 2.1 | Bruker Daltonics | Imaging software | |
| Flexanalysis Version 3.4 | Bruker Daltonics | Analysis software |
References
- Holme, D. J., Peck, H. . Analytical Biochemistry. , (1998).
- Costello, C. E. Time, life … and mass spectrometry – New techniques to address biological questions. Biophysical Chemistry. 68 (1-3), 173-188 (1997).
- Caroff, M., Karibian, D. Structure of bacterial lipopolysaccharides. Carbohydrate Research. 338 (23), 2431-2447 (2003).
- Marvin, L. F., Roberts, M. A., Fay, L. B. Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry in clinical chemistry. Clinica Chimica Acta. 337 (1), 11-21 (2003).
- Harvey, D. J. Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry of carbohydrates. Mass Spectrometry Reviews. 18 (6), 349-450 (1999).
- Ciucanu, I., Kerek, F. A simple and rapid method for the permethylation of carbohydrates. Carbohydrate Research. 131 (2), 209-217 (1984).
- Lamari, F. N., Kuhn, R., Karamanos, N. K. Derivatization of carbohydrates for chromatographic, electrophoretic and mass spectrometric structure analysis. Journal of Chromatography B. 793 (1), 15-36 (2003).
- Nishikaze, T., Amano, J. Reverse thin layer method for enhanced ion yield of oligosaccharides in matrix-assisted laser desorption/ionization. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 23 (23), 3787-3794 (2009).
- Williams, T. I., Saggese, D. A., Wilcox, R. J., Martin, J. D., Muddiman, D. C. Effect of matrix crystal structure on ion abundance of carbohydrates by matrix-assisted laser desorption/ionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 21 (5), 807-811 (2007).
- Nicola, A. J., Gusev, A. I., Proctor, A., Jackson, E. K., Hercules, D. M. Application of the fast-evaporation sample preparation method for improving quantification of angiotensin II by matrix-assisted laser desorption/ionization. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 9 (12), 1164-1171 (1995).
- Lai, Y. H., et al. Reducing Spatial Heterogeneity of MALDI Samples with Marangoni Flows During Sample Preparation. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 27 (8), 1314-1321 (2016).
- Ou, Y. -. M., et al. Preparation of Homogeneous MALDI Samples for Quantitative Applications. Journal of Visualized Experiments. (116), e54409 (2016).
- Lee, H., et al. Enhancing carbohydrate ion yield by controlling crystalline structures in matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry. Analytica Chimica Acta. , 49-55 (2017).
- Allwood, D. A., Perera, I. K., Perkins, J., Dyer, P. E., Oldershaw, G. A. Preparation of ‘near’ homogeneous samples for the analysis of matrix-assisted laser desorption/ionisation processes. Applied Surface Science. 103 (3), 231-244 (1996).
- Sadeghi, M., Vertes, A. Crystallite size dependence of volatilization in matrix-assisted laser desorption ionization. Applied Surface Science. 127 (Supplement C), 226-234 (1998).
