マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法における炭水化物イオン信号を強化する効率的なサンプル調製法
Summary
サンプル準備プロセス中に改革の結晶構造により MALDI 質量分析法における炭水化物イオン信号を強化するためのプロトコルが示されています。
Abstract
試料は、質量分析法 (MS) における炭水化物の重要なプロセスです。マトリックス支援レーザー脱離イオン化 (MALDI) MS は炭水化物分析に最適な方法が、糖質の貧しいイオン信号とデータの再現性は深刻な問題であり続けます。炭水化物の定量分析、優れたデータ品質を提供する効果的な分析プロトコルが必要です。このビデオは、信号強度を改善し、炭水化物 MALDI MS のデータ変動を最小限に抑えるためのサンプル準備のプロトコルを示します。乾燥とサンプル滴の結晶化の後結晶形態は質量分析の前にメタノールによって改良されます。MALDI イメージング質量分析法 (IMS) と炭水化物信号の強化を調べた実験を行い結晶改革が結晶構造を調整し、炭水化物の検体を再配布します。従来の MALDI MS、メタノール ショーより信号強度、イオン イメージ分布データの安定性と改革の炭水化物結晶の形態で乾燥されたしぶき製法との比較ここに示したプロトコルがサンプル組成の変化を伴わないので彼らは一般的に様々 な炭水化物およびマトリックスに適用されます。
Introduction
炭水化物分析重要かつ困難な課題であります。炭水化物及びその誘導体を果たす重要な役割生物1,2,3の生活します。これらの分子は複雑な構造があるし、分解する傾向があります。それらの多くは、明確に分離と検出の難しさによる特徴付けられることはできません。マトリックス支援レーザー脱離イオン化 (MALDI) 質量分析 (MS) は、その感度とわかりやすい結果4のための生体分子の広い範囲の分析に適用されている続けて MALDI MS による糖の分析このような分子5の低イオン化効率のため主要な挑戦になります。化学誘導体化は炭水化物6、7のイオン化効率を向上させる一般的な方法がそのようなプロシージャは時間と消費するサンプルです。また、炭水化物の誘導体のイオン化効率はまだ蛋白質のより低いです。したがって、複雑な手続きなし MALDI MS で炭水化物の信号を改善する方法の開発が必要です。
MALDI MS の定量分析への応用は、もう一つの挑戦的な件名です。MALDI MS の主要な問題は、その感度とデータの再現性がサンプル準備のプロトコルおよび実験的パラメーターに批判的に依存していることです。多くの場合、MALDI 質量分析法による定量分析は異種サンプル形態と試料配布のため信頼できません。有名な例は、2, 5-ジヒドロキシ安息香酸 (DHB) MALDI マトリックスを使用したサンプルです。DHB を周囲の環境の下でゆっくりと結晶化させたとき、試料マトリックス結晶混入の程度は予測、結果サンプルは不規則な形態を示すため。そのようなサンプルは通常、大きな針形と細かい結晶で構成されます。DHB は、揮発性溶剤や加熱サンプル プレートを使用して準備ができたら、高速乾燥処理はより均一な微細な結晶とより量的な結果8,9,10の結果します。この手法は、MALDI のサンプルの「結晶」と呼ばれます。改善、良い混入検体の微細なマトリックス結晶高速結晶化プロセス中に起因します。我々 はまた、サンプル調製環境の調整減少炭水化物信号および改善された定量的な結果11,12の不均一性であることを実証しました。これらの作品のサンプル形態が炭水化物の信号の品質を決定する重要な要因であることが示唆します。毎日の分析の一般的な戦略の開発、改良された炭水化物感度を提供する効率的なサンプル改革メソッドが必要です。
最近レポート13MALDI MS のサンプルの形態と炭水化物感度の相関関係を体系的に検討する.いくつかの重要な炭水化物を使った結果、最高の信号強調が再結晶によって満たされるマトリックス ショー乾燥 MALDI のサンプル。従来乾燥されたしぶき (DD) 法による試料の形態はメタノール (メタノール) と高速再結晶によって改良されます。ここで詳細なサンプル準備のプロトコルを示します。プロトコルは、サンプル プレートの前処理、サンプル成膜および再結晶、質量分析など、3 つの主な手順で構成されています。利用の炭水化物には、シアリル ルイス (SLeA) と maltoheptaose (MH) が含まれます。DHB は、モデル行列として使用されます。炭水化物信号強度と空間分布を再結晶した後著しく改善することを示した。このようなメソッドは、他の人気のあるマトリックス、2,4,6 trihydroxyacetophenone (タップ) とα– シアノ-4-ヒドロキシケイ皮酸を含む試料に適用できます。このメソッドは、炭水化物分析研究室のルーチンに簡単に統合することができます一般的なアプローチとして機能します。
Protocol
Representative Results
Discussion
試料の不均質は MALDI さん DD の重要な問題は最も一般的に使用されるサンプルの準備方法、得られた結晶は非常に異種。そのようなサンプルは、劣悪なショット-ショットとサンプル-サンプル信号の再現性を示します。したがって、データ集録時にサンプル エリアの「甘いスポット」の検索は、MALDI 実験の一般的な手順です。このような異種のサンプル、ルーチンな分析の定量化のため適し?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者の謝辞があります。
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 |
Referências
- 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).
