Метод подготовки эффективного образца для повышения углеводов Ион сигналов в Matrix с помощью лазерной десорбции/ионизации масс-спектрометрии
Summary
Протокол для укрепления сигналов Ион углеводов в масс-спектрометрия MALDI путем реформирования кристаллических структур во время процессов подготовки образца показано.
Abstract
Подготовка образца — очень важный процесс в масс-спектрометрия (МС) анализ углеводов. Хотя при содействии матрицы лазерной десорбции/ионизации (MALDI) MS является методом выбора в анализе углеводов, плохой ионной сигнала и данных воспроизводимость углеводов образцов продолжают оставаться серьезными проблемами. Для количественного анализа углеводов необходим эффективный аналитический протокол, предусматривающий высшего качества. Это видео демонстрирует пример подготовка протоколов для повышения интенсивности сигнала и свести к минимуму изменения данных углеводов в MALDI-МС. После сушки и кристаллизации образца капель кристально-морфологии реформировать путем метанола перед масс-спектрометрических анализа. Повышение углеводного сигнала рассматривается с визуализации MALDI масс-спектрометрия (IMS). Экспериментальные результаты показывают, что кристалл Реформации регулирует кристаллических структур и перераспределяет аналитов углеводов. По сравнению с методом подготовки сушеные капелька в обычных MALDI-МС, реформирования морфологии кристалл углеводов с метанола показывает значительно лучше интенсивности сигнала, изображение распределения ионов и стабильность данных. Поскольку протоколы, продемонстрировали здесь не связаны изменения в состав образца, они обычно применимы различные углеводы и матриц.
Introduction
Анализ углеводов является важной и сложной темы. Углеводы и их производные играют важную роль в жизни организмов1,2,3. Эти молекулы сложные структуры и подвержены разлагаются. Многие из них не может быть охарактеризована ясно из-за трудности разделения и обнаружения. Хотя при содействии матрицы лазерной десорбции/ионизации (MALDI) масс-спектрометрия (МС) был применен к анализу широкого круга биомолекул, благодаря своей чувствительности и приемлемые результаты4, анализируя углеводы с помощью MALDI MS продолжается быть серьезной проблемой из-за низкой ионизации эффективность таких молекул5. Химические деривации является распространенным способом улучшить эффективность ионизации углеводов6,7, но такие процедуры являются время и использование образца. Кроме того эффективность ионизации дериватные углеводов по-прежнему ниже, чем белков. Таким образом необходима разработка методов для улучшения сигнала углеводов в MALDI MS без сложных процедур.
Еще одной сложной темой является применение MALDI MS для количественного анализа. Одной из основных проблем MALDI MS, что его чувствительность и данных воспроизводимость критически полагается на образец подготовки протоколов и экспериментальные параметры. Во многих случаях количественный анализ, MALDI MS ненадежной из-за разнородных образца морфологии и исследуемое вещество распределения. Хорошо известный пример-образцы, подготовленных с 2,5-dihydroxybenzoic кислоты (DHB) MALDI матрицей. Когда DHB кристаллизуется медленно под окружающей среды, степень включения аналита в матричные кристаллы непредсказуем, потому что полученные образцы показывают неправильные морфологии. Такие образцы обычно состоят из крупных кристаллов игольчатые и штраф. Когда DHB готовится с использованием летучих растворителей и/или тарелку с подогревом образца, быстрый процесс сушки приводит к более однородной тонкой кристаллов и лучше количественные результаты8,9,10. Этот метод известен как «перекристаллизации» MALDI образцов. Улучшение приписывается лучше включения аналитов в тонкой матричные кристаллы во время процесса быстрой кристаллизации. Мы также продемонстрировали, что настройка среды подготовки образца сократить неоднородность углеводов сигнала и улучшения количественных результатов11,12. В этих работах выводам, что образец морфология является критическим фактором, определяющим качество сигнала углеводов. Чтобы разработать общую стратегию для ежедневного анализа, метод эффективного образца Реформации, обеспечивая улучшение углеводного чувствительность не требуется.
Мы изучили систематически корреляции между образца морфологии и углеводов чувствительность в MALDI MS в последних доклада13. Результаты, полученные с помощью нескольких важных углеводов и матрицы показывают, что лучший повышение сигнала осуществляется recrystallizing сушеные MALDI образцы. Морфология образцов, подготовлен с использованием метода обычных сушеные капли (DD) реформировать путем быстрого перекристаллизации с метанолом (метанола). Здесь демонстрируются протоколы подготовки подробного образца. Протокол состоит из трех основных этапов, включая образца пластины литраж, образец осаждения и перекристаллизации и масс-спектрометрии анализа. Использовать углеводы включают sialyl Льюис (СКВA) и maltoheptaose (MH). DHB используется в качестве модели матрицы. Результаты показывают, что интенсивность сигнала углеводов и пространственного распределения заметно улучшилось после перекристаллизации. Такой метод может применяться для образцов с другими популярными матриц, включая 2,4,6-trihydroxyacetophenone (ТАП) и α– циано-4-Гидроксикоричная кислота. Этот метод служит общий подход, который может быть легко интегрирован в обычной лаборатории для анализа углеводов.
Protocol
Representative Results
Discussion
Неоднородность образца является одной из серьезнейших проблем в DD MALDI-г-жа наиболее часто используемый метод подготовки образца, но результирующая кристаллы являются весьма разнородными. Такие примеры показывают воспроизводимость плохой выстрел до снимка и образец для сигнала. Таким…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы имеют без подтверждений.
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 |
Riferimenti
- 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).
