매트릭스 보조 레이저 탈 착/이온화 질량 분석에서 탄수화물 이온 신호를 강화 하는 효율적인 샘플 준비 방법
Summary
샘플 준비 과정 동안 개혁 결정 구조에 의해 MALDI 질량 분석에서 탄수화물 이온 신호를 향상을 위한 프로토콜은 설명 했다.
Abstract
샘플 준비는 탄수화물의 질량 분석 (MS) 분석에 중요 한 과정 이다. 매트릭스 보조 레이저 탈 착 또는 이온화 (MALDI) MS 선택 탄수화물 분석에서의 방법 이지만, 가난한 이온 신호 및 데이터 재현성 탄수화물 샘플의 심각한 문제가 계속. 탄수화물의 정량 분석을 위해 뛰어난 데이터 품질을 제공 하는 효과적인 분석 프로토콜은 필요 합니다. 이 비디오 신호 강도 향상 하 여 MALDI MS에서 탄수화물의 데이터 변화를 최소화 샘플 준비 프로토콜을 보여 줍니다. 건조와 샘플 방울의 결정 화, 후 크리스탈 형태학 대량 spectrometric 분석 전에 메탄올에 의해 개혁 이다. 탄수화물 신호에 향상은 MALDI 이미징 질량 분석 (IMS)으로 시험 된다. 실험 결과 크리스탈 개혁 결정 구조를 조정 하 고 재분배 탄수화물 analytes 보여 줍니다. 기존의 MALDI-MS, 메탄올 보여줍니다 훨씬 더 나은 신호 강도, 이온 이미지 배포 및 데이터 안정성과 개혁 탄수화물 크리스탈 형태학의 말린된 방울 준비 방법 비교 때문에 여기에서 설명 하는 프로토콜 샘플 구성에 변화를 포함 하지 않는, 그들은 일반적으로 다양 한 탄수화물과 행렬에 적용 됩니다.
Introduction
탄수화물 분석 한 중요 하 고 어려운 주제 이다입니다. 탄수화물과 그들의 유도체 재생 중요 한 역할 살고 있는 생물1,2,3. 이러한 분자 구조를 복잡 하 고 분해 하는 경향이 있다. 그들의 많은 명확 하 게 분리와 검출 때문 특징 될 수 없습니다. 매트릭스 보조 레이저 탈 착 또는 이온화 (MALDI) 질량 분석 (MS)의 다양 한 감도 및 이해할 수 있는 결과4, 생체 분석에 적용 된 있지만 계속 탄수화물 MALDI MS를 사용 하 여 분석 이러한 분자5의 낮은 이온화 효율 인해 주요 도전 하. 화학 derivatization 탄수화물6,7, 이온화 효율을 개선 하는 일반적인 방법 이지만 이러한 절차는 시간 및 샘플 사용. 게다가, derivatized 탄수화물의 이온화 효율의 단백질 보다 여전히 낮습니다. 따라서, 복잡 한 절차 없이 MALDI MS에서 탄수화물 신호를 개선 하는 방법의 개발이 필요 하다.
정량 분석에 MALDI MS의 응용 프로그램은 또 다른 도전 주제. MALDI MS의 주요 문제는 그것의 감도 및 데이터 재현성 실험적인 매개 변수 및 예제 준비 프로토콜에 비판적으로 의존. 대부분의 경우, MALDI MS에 의해 정량 분석 이기종 샘플 형태학 및 분석 배포 안정적입니다. 잘 알려진 예를 들어 2, 5-dihydroxybenzoic 산 (DHB) MALDI 매트릭스와 함께 준비 하는 샘플입니다. DHB는 주위 환경에서 천천히 결정은, 하는 때에 때문에 결과 샘플은 불규칙 한 형태학을 보여 매트릭스 결정으로 분석 법인의 범위 예측 가능한, 하지 않습니다. 큰 바늘 모양 및 결정이 이러한 샘플에 의하여 일반적으로 이루어져 있다. DHB는 휘발성 용 매 또는 온수 샘플 접시를 사용 하 여, 준비 하는 때 빠른 건조 과정 결과 더 균질 정밀한 결정 더 나은 양적 결과8,,910. 이 기술은 MALDI 샘플의 “recrystallization”로 알려져 있다. 개선 빠른 결정 화 과정에서 잘 매트릭스 결정으로 analytes의 더 나은 설립에 기인 된다. 우리 또한 그 탄수화물 신호 및 향상 된 양적 결과11,12의 감소 샘플 준비 환경 조정 시연 했다. 이 작품에서 발견 샘플 형태학 탄수화물 신호 품질을 결정 하는 중요 한 요소는 건의 한다. 매일 분석을 위한 일반적인 전략을 개발, 향상 된 탄수화물 감도 제공 하는 효율적인 샘플 개혁 방법이 필요 합니다.
우리는 체계적으로 최근 보고서13MALDI MS에서 샘플 형태학 및 탄수화물 감도 간의 상관 관계를 시험 했다. 결과 몇 가지 중요 한 탄수화물을 사용 하 여 얻은 고 행렬 표시 recrystallizing에 의해 최고의 신호 향상 실현은 MALDI 샘플 건조. 기존의 말린된 방울 (DD) 메서드를 사용 하 여 준비 하는 샘플의 형태는 메탄올 (MeOH)와 빠른 recrystallization에 의해 개혁 이다. 자세한 샘플 준비 프로토콜은 여기에 설명 했다. 샘플 접시 늘어진, 샘플 증 착 및 recrystallization, 및 질량 분석 분석을 포함 하 여 세 가지 주요 단계는 프로토콜에 의하여 이루어져 있다. 이용한 탄수화물 sialyl-루이스 (SLeA) 및 maltoheptaose (수소)를 포함합니다. DHB는 모델 매트릭스로 사용 됩니다. 결과 탄수화물 신호 강도 및 공간 유통 개선 현저 하 게 recrystallization 후 보여. 이러한 메서드는 샘플을 2,4,6-trihydroxyacetophenone (탑)와 α-cyano-4-hydroxycinnamic 산을 포함 하 여 다른 인기 행렬에 적용할 수 있습니다. 이 방법은 탄수화물 분석을 위한 실험실 루틴에 쉽게 통합 될 수 있는 일반적인 접근 방식으로 제공 합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
샘플이 MALDI 양 DD에서 중요 한 문제는 가장 일반적으로 사용 되는 샘플 준비 방법, 결과 결정은 매우 이질적인 것 이다. 이러한 샘플 가난한 쏜 총에 및 샘플 샘플 신호 재현성을 보여줍니다. 따라서, 데이터 수집 하는 동안 “달콤한 명소” 샘플 영역에 대 한 검색 MALDI 실험에서 일반적인 절차 이다. 이러한 다른 유형의 샘플 루틴 분석에 정량화를 위한 적합 하지 않습니다.
현재 ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자 아무 승인 있다.
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
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