Matris yardımlı Lazer Desorpsiyon/iyonlaşma kütle spektrometresi karbonhidrat iyon sinyalleri geliştirmek için bir verimli örnek hazırlama yöntemi
Summary
Karbonhidrat iyon sinyalleri maldı kütle spektrometresi reform kristal yapılar tarafından örnek hazırlama sürecinde güçlendirmeye yönelik bir protokol gösterilmiştir.
Abstract
Numune hazırlama karbonhidrat kütle spektrometresi (MS) analizi kritik bir süreçtir. Matris yardımlı Lazer Desorpsiyon/iyonlaşma (MALDI) MS seçtiğiniz karbonhidrat analiz yöntemi olsa da, zavallı iyon sinyal ve veri tekrarlanabilirlik karbonhidrat örnekleri ciddi sorunlar olmaya devam etmektedir. Karbonhidrat kantitatif analiz için üstün veri kalite sağlayan etkili bir analitik Protokolü gereklidir. Bu video sinyal yoğunluğu artırmak ve veri değişim karbonhidrat MALDI-MS en aza indirmek için örnek hazırlanması protokolleri gösteriyor. Kurutma ve örnek damlacıkları kristalleşme sonra kristal morfoloji metanol kitle spektrometrik analiz önce reformlar yaptı. Karbonhidrat sinyalinde geliştirme maldı görüntüleme kütle spektrometresi ile (IMS) incelenir. Deneysel sonuçlar kristal reformasyon kristal yapıları ayarlar ve karbonhidrat analitler yeniden dağıtan gösterir. Geleneksel MALDI-MS, reform karbonhidrat kristal türleri morfoloji metanol gösterir önemli ölçüde daha iyi sinyal yoğunluğu, iyon görüntü dağıtım ve veri istikrar ile kurutulmuş damlacık hazırlama yöntemi ile karşılaştırıldığında. Burada gösterildiği protokollerin örnek kompozisyon değişiklikleri içermeyen beri onlar çeşitli karbonhidrat ve matrisleri genellikle tabidir.
Introduction
Karbonhidrat analiz önemli ve zorlu bir konudur. Karbonhidrat ve onların türevleri yaşayan organizmalar1,2,3önemli roller oyun olarak. Bu moleküllerin yapıları karmaşık ve çürümeye yatkındır. Birçoğu açıkça ayrılık ve algılama zorluklar nedeniyle karakterize olamaz. Matris yardımlı Lazer Desorpsiyon/iyonlaşma (MALDI) kütle spektrometresi (MS) biomolecules, duyarlılık ve anlaşılır sonuçları4, geniş bir analizi uygulanmış olduğundan ne kadar karbonhidratlar MALDI-MS kullanarak analiz devam ediyor Böyle molekülleri5düşük iyonlaşma verimliliği nedeniyle büyük bir meydan okuma olacak. Kimyasal derivatization karbonhidrat6,7iyonlaşma verimliliğini artırmak için sık kullanılan bir yöntemdir, ancak zaman ve örnek tüketen tür yordamlar vardır. Ayrıca, derivatized karbonhidrat iyonlaşma verimliliğini hala proteinlerin daha düşüktür. Bu nedenle, karmaşık prosedürler olmaksızın MALDI-MS karbonhidrat sinyallerinin geliştirilmesi için yöntemler geliştirilmesi gereklidir.
Kantitatif analiz MALDI-MS uygulamaya zor bir konudur. Bir büyük MALDI-MS onun duyarlılığı ve veri tekrarlanabilirlik eleştirel örnek hazırlama protokolleri ve deneysel parametreleri kullanır bir sorundur. Birçok durumda, kantitatif analiz MALDI-MS tarafından türdeş olmayan örnek türleri Morfoloji ve analit dağıtım nedeniyle güvenilmez olduğunu. 2,5-dihidroksibenzoik asit (DHB) maldı matris ile hazırlanan örnekleri iyi bilinen bir örnektir. DHB yavaş yavaş ortam bir ortamda kristalize zaman, çünkü sonuç örnekleri düzensiz türleri morfoloji ölçüde matris kristalleri içine analit şirketleşme, tahmin edilemez. Böyle örnekleri normalde büyük iğne şekilli ve güzel kristalleri oluşur. DHB uçucu solvent ve/veya ısıtmalı örnek plaka kullanılarak hazırlanan zaman hızlı bir kurutma işlemi daha homojen iyi kristaller ve daha iyi nicel sonuçları8,9,10ile sonuçlanır. Bu teknik maldı örnekleri “rekristalizasyon” bilinir. İyileşme analitler hızlı kristalizasyon işlemi sırasında daha iyi birleşme iyi matris kristalleri içine atfedilir. Biz de örnek hazırlama ortamını ayarlama karbonhidrat sinyal ve geliştirilmiş nicel sonuçları11,12heterojen azalma göstermiştir. Bu çalışmaların bulguları örnek morfoloji karbonhidrat sinyal kalitesini belirlemede önemli bir faktör olduğunu göstermektedir. Günlük analiz için genel bir strateji geliştirmek için geliştirilmiş karbonhidrat duyarlılık sağlayan bir verimli örnek reformasyon yöntemi gereklidir.
Sistematik olarak örnek Morfoloji ve karbonhidrat duyarlılık MALDI-MS bir son raporu13arasında korelasyon inceledik. Birkaç önemli karbonhidrat kullanılarak sonuçlar elde ve en iyi sinyal geliştirme recrystallizing tarafından yerine getirilir matrisleri Haritayı maldı örnekleri kurutulmuş. Geleneksel kurutulmuş damlacık (DD) yöntemi kullanılarak hazırlanan örnekleri morfolojisi metanol (MeOH) ile hızlı rekristalizasyon tarafından reform. Detaylı örnek hazırlama protokolleri burada gösterildiği. Protokol örnek plaka Önkoşullanma, örnek ifade ve rekristalizasyon ve kütle spektrometresi analizleri de dahil olmak üzere üç ana adımlardan oluşur. Kullanılan karbonhidrat sialyl-lewis bir (SLeA) ve maltoheptaose (MH) içerir. DHB modeli matris kullanılır. Karbonhidrat sinyal yoğunluğu ve kayma dağıtım belirgin rekristalizasyon sonra geliştirilmiş sonuçlar gösterir. Böyle bir yöntem örnekleri 2,4,6-trihydroxyacetophenone (THAP) ve α– cyano-4-hydroxycinnamic asit gibi diğer popüler matrisleri ile uygulanabilir. Bu yöntem kolayca laboratuvar rutin karbonhidrat analiz için entegre edilebilir genel bir yaklaşım olarak hizmet vermektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Örnek heterojenite maldı-Bayan DD çok önemli bir sorun en sık kullanılan örnek hazırlama yöntemi, ama sonuç kristalleri son derece heterojen olmasıdır. Böyle örnekleri zavallı atış-to-shot ve örnek örnek sinyal tekrarlanabilirlik göster. Bu nedenle, veri toplama sırasında “tatlı noktalar” örnek alanlarda arama ortak bir maldı deneylerde yöntemidir. Miktar rutin analizleri için uygun olmayan türdeş olmayan böyle örneklerindendir.
Mevcut çalışmada, maldı örnek…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar hiçbir katkıda bulunanlar var.
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).
