JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

نبات رذاذ الكتلي هو أسلوب تحليل الكيميائي مباشر أن يقلل إعداد العينة ويلغي الفصل اللوني، مما يسمح للكشف السريع عن جزيئات صغيرة من الأنسجة النباتية.

Abstract

محطات إنتاج آلاف جزيئات الصغيرة التي تتنوع في خصائصها الكيميائية. الطيف الكتلي (MS) تقنية قوية لتحليل نواتج الأيض النباتية لأنها توفر الأوزان الجزيئية مع حساسية عالية وخصوصية. رش أوراق MS أسلوب تاين المحيطة حيث يتم استخدام الأنسجة النباتية للتحليل الكيميائي المباشر عبر اليكتروسبراي، القضاء على الفصل اللوني من العملية. يسمح هذا النهج لأخذ العينات من الأيض بمجموعة واسعة من فئات كيميائية الكشف عنها في وقت واحد من الأنسجة النباتية سليمة، التقليل من مقدار إعداد العينات اللازمة. عند استخدامها مع MS أسلحة ذات دقة عالية ودقيقة، رش أوراق MS يسهل الكشف السريع عن نواتج الأيض للفائدة. من الممكن أيضا جمع بيانات تجزئة tandem الشامل مع هذا الأسلوب لتسهيل تعريف مركب. الجمع بين قياسات أسلحة دقيقة وتجزئة مفيد في تأكيد الهويات المركبة. رش أوراق تقنية MS يتطلب تعديلات طفيفة فقط إلى مصدر تاين نانوسبراي، وهو أداة مفيدة لزيادة توسيع قدرات مطياف كتلة. هنا، يتم تحليل الأنسجة أوراق جديدة من تورتوسوم سسيليتيوم (بركانية)، النباتات طبية تقليدية من جنوب أفريقيا؛ تم الكشف عن عدة ميسيمبريني قلوانيات مع رش أوراق MS.

Introduction

نباتات تحتوي على مجموعة واسعة من الجزيئات الصغيرة ذات خصائص كيميائية متنوعة. مرض التصلب العصبي المتعدد تقنية قوية لتحليل المركبات النباتية لأنها توفر عنصري التراكيب مع حساسية عالية وخصوصية لكشف وتحديد نواتج الأيض1. الأكثر شيوعاً، هو إجراء مرض التصلب العصبي المتعدد على عينات استخراج المذيبات، والتي تكون مفصولة بواسطة اللوني قبل تحليل مرض التصلب العصبي المتعدد1. ومع ذلك، استخدام اللوني السائل (ش) يتطلب تحليل مطول مرات وغالباً ما يقترن إعداد عينة واسعة النطاق1. وفي المقابل، التحليل الكيميائي المباشر لانسجة سليمة أن تلتف اللوني تقنية سريعة جداً، التي تتطلب إعداد نموذج الحد الأدنى2. وهكذا، يمكن تحليل كيميائي مباشرة في الحالات حيث يمكن أن تكون الخطوات الكروماتوغرافي الضائعة، مفيد جداً.

LC-MS نموذجية لبحوث المنتجات وجميع الطبيعية يعتمد على عمليات الاستخراج المطولة الجزء الأكبر من المواد النباتية المجففة أو المجمدة التي تحتوي على العديد من الأنسجة والخلايا أنواع3. بدلاً من ذلك، يمكن عزل الخلية أنواع التحليل الكيميائي المباشر، مثل الكشف عن مرض التصلب العصبي المتعدد من نواتج الأيض من الأنسجة النباتية، وتجنب إعداد التحف4. رش أوراق MS، كما يشار إلى الأنسجة-رذاذ5،6، هو أسلوب تاين المحيطة مباشرة مرض التصلب العصبي المتعدد، التي تتطلب أساسا لا نموذج إعداد5،7. رش أوراق MS يرتبط ارتباطاً وثيقا بورقة رذاذ مرض التصلب العصبي المتعدد، أسلوب تاين المحيطة مع الخصائص للتأين اليكتروسبراي التي تسمح للكشف عن التحاليل التي تودع على ورقة7. وعلى الرغم من الاسم، ورذاذ أوراق MS تنطبق على أنواع مختلفة من الأنسجة النباتية، ليس فقط يترك، وقد برهنت على الفواكه والبذور والجذور، وأنسجة نباتية والدرنات، بين أمور أخرى،6،،من89 10،،من1112. وتسهل التقنية التأين من المواد الكيميائية النباتية المحلية مباشرة من المواد النباتية في مطياف الشامل للكشف عن8. يمكن رش أوراق MS أيضا معلومات عن التوزيع المكاني للمواد الكيميائية في أنواع مختلفة من الأنسجة في النباتات13. عند رش أوراق MS مقارنة بالاستخلاص بالمذيبات و LC-مرض التصلب العصبي المتعدد، تشير النتائج إلى رش أوراق MS يسمح للكشف السريع عن نواتج الأيض السطحية من أنواع خلايا فريدة مثل تريتشوميس13. ويبين الشكل 1 ليف رذاذ MS الإعداد التجريبية. يحدث التأين اليكتروسبراي مباشرة بعد التعديلات الطفيفة المصدر فقط. يتم تطبيق جهد العالي للأنسجة النباتية عن طريق المشبك معدني، وإنتاج رذاذ من قطرات مشحونة تشكيل مخروط تايلور الذي يحمل الأيونات إلى مدخل أيون من اليكتروسبراي السيدة يحدث التأين من السائل الطبيعي من المصنع أو من appl المذيبات العبوات الناسفة على سطح النبات. تلميح أشار في الأنسجة ويسهل اليكتروسبراي ويمكن بطبيعة الحال التي تحدث أو التي تم إنشاؤها عن طريق خفض.

رش أوراق MS هو طريقة سريعة للتحليل النوعي والكمي شبه من الأنسجة النباتية سليمة التي وجدت فائدة لمجموعة متنوعة من التطبيقات. على سبيل المثال، استخدمت التقنية للكشف عن المركبات الذاتية التمييز بين الأنواع ذات الصلة، وحتى لتقييم التغييرات في نفس الأنواع التي نمت تحت ظروف مختلفة. وقد أظهرت الدراسات السابقة هذا النهج عن طريق قياس نواتج الأيض في بيوتيبيري (Callicarpa L.) 12 وأمريكا الجنسنغ (Panax quinquefolium ل.) 6-في المثال الأخير، يمكن اكتشاف جينسينوسيديس والأحماض الأمينية أوليجوساكتشاريديس بعد ترطيب الأنسجة الجنسنغ الخام. كانت متباينة الجنسنغ الأمريكية البرية والمزروعة من درنة شرائح6. وكان الحفاظ على سلامة درنة الجنسنغ رذاذ ليف خلفا مرض التصلب العصبي المتعدد، الذي يسمح ل تفتيش المورفولوجية والمجهرية لاحقة6. وعلاوة على ذلك، يمكن أيضا اكتشاف المركبات الخارجية على عينات النبات. تم اكتشاف عدد من مبيدات الآفات (اسيتامبريد، ديفينيلاميني، إيمازاليل، لينورون، وثيابندازول) قشر أو لب الفواكه والخضروات9. عدم ذكر سابقا بينما أظهرت هذه الدراسات وغيرها الكثير فائدة رش أوراق MS لأغراض محددة مختلفة، بروتوكول مفصل.

هنا، وصف البروتوكول لن يركز على الاستفادة المثلى الأسلوب لنسيج معين أو مركب. بدلاً من ذلك، يستخدم في الكشف عن قلويدات ميسيمبريني من N.E.Br تورتوسوم سسيليتيوم (لام)-(بركانية) كمثال لمناقشة تدابير التحسين اللازمة التي ينبغي اتخاذها عند إعداد تجربة أوراق MS رذاذ لأنواع، الأنسجة، أو compound(s) للمرة الأولى. تورتوسوم س. المتوطنة النضرة إلى منطقة كارو شبه القاحلة في جنوب أفريقيا. طب التقليدي سان والشعوب الخوي خوي، وأنه كان يستخدم لقمع الشهية والعطش، وكذلك المؤثرات العقلية ومسكن14،15. حاليا، ومقتطفات موحدة تستخدم لعلاج الاضطرابات النفسية العصبية والعصبية16،17. وتشمل المركبات الأولية لمصلحة ميسيمبريني قلويد ومشتقاته، وكثير منها موجودة أيضا في الأنواع ذات الصلة في سسيليتيوم 15. لدى سكان المناطق البرية والمزروعة من س. تورتوسوم تركيزات متغيرة من قلويدات ميسيمبريني، مما يخلق تحديا مراقبة الجودة18. طريقة للكشف السريع عن قلويدات ميسيمبريني، مثل نبات رذاذ مرض التصلب العصبي المتعدد، قد تكون مفيدة في رصد المنتجات سسيليتيوم . لأن سابقا، كان هناك أي بروتوكول تجريبي البصرية التفصيلية لرش أوراق تقنية MS، نحن سيتم توضيح طريقة استخدام مثال س. تورتوسوم، وهو وصف ما يلي: تعديل مصدر نانوسبراي، اختيار وإعداد الأنسجة النباتية، والحصول على البيانات، وتفسير النتائج، والتحسين من المعلمات مرض التصلب العصبي المتعدد.

Protocol

1-إدخال تعديلات على مصدر نانوسبراي لنبات رذاذ MS

  1. استخدام مصدر نانوسبراي معدلة لرش أوراق MS. كما لا توجد مكونات فلويديك اللازمة للرش أوراق MS، تعديل المصدر عن طريق إزالة المسبار LC من المصدر.
  2. تجميع الأسلاك MS رذاذ ليف التي سيتم تطبيق الجهد على الأنسجة النباتية مع دبوس المناسبة لتوصيل المصدر. لحام pin لواحدة من نهاية الأسلاك المعزولة؛ لحام المشبك للطرف الآخر من السلك.
    ملاحظة: المشبك (نوع القصاصة التمساح) قد أو قد لا يكون لديك الأسنان. للنسيج الصغيرة، يفضل المشبك دون أسنان. يمكن إضافة ذراع فليكس اختياري مع المشبك بمصدر نانوسبراي للمساعدة في تحديد المواقع الأنسجة النباتية. علما بأن هذا البروتوكول تحديداً توضح كيفية إجراء الرش أوراق MS على هجين الرباعي أيون فخ شامل محلل نظام MS (انظر الجدول للمواد)؛ ومع ذلك، قد يكون تغيير أنظمة مايكروسوفت الأخرى لتنفيذ هذا الأسلوب6. اقتران رش أوراق MS مع تحليل كيميائي مطياف كتلة محمولة في الوقت الحقيقي يمكن أن يؤديها في الموقع دون الحاجة إلى نقل المواد النباتية إلى مختبر19،20.
  3. ضع حصيرة الكلمة مكافحة ساكنة على الكلمة أدناه المصدر للحد من تصريف الكهربائية التي قد تحدث من المصدر عند استخدام الفولتية العالية.

2-إعداد نظام MS MS رذاذ ليف

  1. إذا كان النظام في الآونة الأخيرة في استخدام، تسمح لها ببارد للمس وإزالة أي مصدر بديل والمخروط الاجتياح. إرفاق مصدر MS رذاذ ليف نانوسبراي.
  2. قم بإنشاء ملف انسجاما مع المعلمات المناسبة التأين تعيين كما يلي: غمد، ومساعدة، واكتساح الغاز إلى 0؛ الجهد الرذاذ إلى 2-5 كيلو فولت؛ درجة الحرارة الشعرية إلى 150-250 درجة مئوية؛ ومستوى RF عدسة S إلى 50. حفظ الملف انسجاما مع المعلمات المطلوبة8،13. تحسين الجهد ودرجة الحرارة للتأين أفضل من الأنسجة و compound(s) للفائدة.
    ملاحظة: نقطة انطلاق جيدة هي 4 كيلو فولت و 200 درجة مئوية.
  3. جعل ملف أسلوب بما في ذلك الملف لحن رذاذ MS ليف مع: MS كامل الإيجابية والسلبية؛ قرار قوامه 70 ألفا؛ هدفا AGC 1 × 106؛ كحد أقصى من 200 مرض التصلب العصبي المتعدد؛ و نطاق الفحص المطلوب m/z. بدلاً من ذلك، استخدام الأقطاب 1 فقط.

3-إعداد الصك، والمذيبات، والأنسجة النباتية

ملاحظة: دائماً ارتداء القفازات، وعدم استخدام الأنسجة النباتية التي تم التعامل معها بأيديهم العارية. وبخلاف ذلك، سوف تهيمن على أيونات الملوث مثل البولي إثيلين غليكول الأطياف.

  1. تجلب الأنسجة النباتية للتحليل لنفس الغرفة نظام MS للسماح بسرعة لأخذ عينات.
  2. للأنسجة النباتية التي ليس لديها معلومات سرية بطبيعة الحال أشار، استخدم شفرة حلاقة على شريحة زجاج لقص نقطة مدبب (الشكل 2). تحديد كمية الأنسجة اللازمة للتحليل القائم على حساسية الصك ونوع النسيج، و compound(s) للفائدة (مثلاً، شباب تورتوسوم س. نبات هو ~ 5 مم في الطول).
    1. قطع تورتوسوم س. يترك فترة عشرة أسابيع بعد الإنبات إلى شرائح رقيقة، كل منها مع نهاية مدبب لتشكيل نقطة.
  3. استخدام الملقط لتحديد الأنسجة النباتية في النهاية التي سوف تكون فرضت بلطف. القابضة الأنسجة مع الملقط، نقلها بعناية إلى المشبك.
    تنبيه: لا تلمس مصدر الصك إذا كان الجهد على.
  4. ضبط ذراع مرنة والسلك مع المشبك لوضع الأنسجة تمشيا مع مدخل MS حيث المسافة بين الأنسجة النباتية ومدخل أيون من MS 5-10 ملم للرباعي الثلاثي (مثلاً، تسق) واعتراض خطي الرباعي (لتق) و 10 --50 مم ل محلل الشامل (مثلاً، أوربيتراب) فخ أيون8.
    1. قم بتوصيل الطرف الآخر من السلك المصدر. إذا كانت المحاولات الأولى التي تنتج كثافة إشارة منخفضة، نقل الأنسجة النباتية أقرب إلى مدخل أيون (الرجوع إلى مناقشة للتحسين).
  5. تحميل ملف طريقة؛ اسم ملف البيانات وقم بتعيين موقع تخزين الملف. تشغيل نظام MS بالنقر فوق تشغيل ثم انقر فوق ابدأ لبدء الحصول على البيانات.
  6. تطبيق مادة مذيبة (مثلاً، والميثانول) استخدام بيبيت مع تلميح تحميل لجل لتحقيق أقصى قدر من المسافة بين الأيدي والجهد العالي لحماية المستخدم.
    ملاحظة: حجم المذيب المطلوبة يعتمد على حجم، وجفاف، ونسيج من الأنسجة، عادة ما يترك ~ 2-20 ميليلتر. تورتوسوم س. لا تتطلب أي مذيب المراد إضافتها. تطبيق المذيبات بعناية ولا تلمس مصدر الصك عند الجهد. استخدام المذيبات الصف LC-مرض التصلب العصبي المتعدد والأواني الزجاجية التي تم غسلها حمض وهو خال من المنظفات. في بعض الأنسجة، يمكن ملاحظة إشارة دون إضافة مادة مذيبة بسبب محتوى المياه الطبيعية للأنسجة النباتية. ومع ذلك، يتحقق عادة كثافة إشارة أكبر وانخفاض S/N بتطبيق مادة مذيبة للأنسجة.
  7. الحصول على بيانات طالما استمرت الإشارة أو حتى تم جمع الأطياف كافية، عادة من 30-60 ثانية. إذا لزم الأمر، تطبيق المذيبات إضافية الاحتفاظ كثافة عالية إشارة لفترة أطول من الزمن. إيقاف الحصول على البيانات وتوقف نظام MS.
  8. إزالة الأنسجة وتغسل المشبك مع 100 ٪ الميثانول ومسح خالية من الوبر. تنظيف مدخل أيون مللي ثانية بعد حوالي 1-2 ساعة للحصول على برش أوراق MS طبقاً للمواصفات الخاصة بالمورد. أيضا، قم بتنظيف مدخل أيون مرض التصلب العصبي المتعدد بين تحليلات لأنواع مختلفة من الأنسجة.

4-بيانات نوعية التقييم

  1. فتح ملف البيانات وبصريا تفقد تاريخ الشامل قاعدة الذروة. تحقق من أن كثافة إشارة ~1.0 x 107 إلى 5.0 × 108. إذا كانت الإشارة أقل، نقل الأنسجة أقرب إلى مدخل أيون. إذا كان أعلى، سوف تصبح الأمامية لنظام MS القذرة، حتى نقل الأنسجة أبعد عن مدخل أيون.
  2. استناداً إلى وجود أو عدم وجود أيونات مصلحة في الأطياف الشامل المنتجة، تغيير المعلمات.
    ملاحظة: يمكن أن يكون مؤقتاً البروتوكول هنا.

5. تجزئة الشامل جنبا إلى جنب

  1. أن تقرر ما أيونات من الفائدة لتجزئة الشامل جنبا إلى جنب (MS/MS)؛ إشارة أطياف شامل > 1.0 × 105 يعتبر كافياً لاختيار أيونات MS/MS.
  2. جعل ملف أسلوب جديد مع قائمة إدراج من m/z خارجاً إلى 4 أماكن عشرية. انقر فوق القوائم العمومية والشمول. ضمن خصائص PRM، حدد الطاقة تجزئة [مثلاً، الطاقة الاصطدام تطبيع (NCE) من 30-50 مجموعة جيدة لتبدأ] وغيرها من المعالم MS/MS.
    1. للحصول على بيانات MS/MS للقلويات ميسيمبريني، تجزئة الأيونات التالية، 276.1583 m/z, 290.1742 m/z، و 292.1897 m/z، في 35 الامتحانات التنافسية الوطنية.
      ملاحظة: يمكن أن يؤديها اقتناء البيانات MS/MS فورا بعد مرض التصلب العصبي المتعدد، أو في وقت لاحق. النسيج نفسه يمكن غالباً ما تظل فرضت بعد كامل من مرض التصلب العصبي المتعدد، ويمكن إعادة استخدامها للحصول على بيانات MS/MS. ومع ذلك، إذا لم توفر إشارة كافية ريسبرايينج، استخدام أنسجة جديدة.
  3. تحميل ملف طريقة MS/MS وملف بيانات مسماة. قم بتشغيل نظام MS، والبدء في الحصول على بيانات، وإضافة مادة مذيبة إذا لزم الأمر. عندما تم جمع أطياف كافية، عادة بعد 30-60 ثانية، التوقف عن اقتناء.
  4. جمع التجزئة في كثير من الطاقات المختلفة عند تعيين أيونات يفتت.
    ملاحظة: حيث أن رش أوراق MS يفتقر إلى فصل الكروماتوغرافي، الأطياف التجزؤ من المحتمل أن تحتوي على أيونات كثيرة، ويتشرذم في الطاقات المختلفة سوف تساعد في تحقيق الوضوح.

6-المفترضة الجثث بالتفكك الشامل وسائل دقيقة وجنبا إلى جنب

  1. جعل التعريفات المفترضة بالرجوع إلى قياسات دقيقة أسلحة من قواعد البيانات المتاحة للعموم المستقلب مثل ميتلين21، قاعدة بيانات ميتابولومي البشرية22، مصرف الشامل23، "خرائط الدهن"24، المعهد الوطني المعايير والتكنولوجيا ماجستير البحث25، احترام المواد الكيميائية النباتية26أو27من قومي.
  2. كما أن قواعد البيانات هذه ليست حصرية، إجراء استعراض أدب إضافية على الأنواع النباتية تتميز كيميائيا حسب الضرورة.
  3. رذاذ تطابق تجزئة الأيونات من أوراق MS/MS لقواعد البيانات المذكورة أعلاه عندما تتوفر معلومات MS/MS أو الأدب. وبدلاً من ذلك، استخدم تفسيراً يدوي من أيونات يفتت MS/MS أو تجزئة معيار أصيلة يؤديها بالحقن المباشر أو LC-MS/MS.

7-بيانات التحليل

  1. تحويل ملفات raw مرض التصلب العصبي المتعدد للملفات مزكسمل باستخدام أداة مسكونفيرت من بروتيوويزارد28.
  2. استخدام حزمة البرامج XCMS نفذت في البحث والتطوير للانتقاء الذروة. استخدام جرعة مباشرة معالجة الأسلوب لرش أوراق تحليل مرض التصلب العصبي المتعدد.
    ملاحظة: يمكن الاطلاع على النصوص مشروحة جيدا المستخدمة لمعالجة البيانات في https://github.com/HegemanLab/Leaf-Spray-Code.
  3. للحصول على قياسات شبه كمي، تستأثر بتباين التجريبية، تطبيع كثافة كل المستقلب بايون المجموع الحالي (عرة)، كالرذاذ ورقة يمكن أن تختلف كثافة إشارة مرض التصلب العصبي المتعدد، جزئيا بسبب اختلافات طفيفة في موضع الورقة في المصدر والاختلافات في حجم وشكل أوراق.
  4. بدلاً من ذلك، استخدام البرمجيات المقدمة من البائعين لتحليل البيانات أو MZmine2 (للاطلاع على http://mzmine.github.io/)29.

النتائج

في 10 أسابيع بعد الإنبات، وجمعها طازجة نابعة من الاحتباس الحراري تورتوسوم س يترك حللت برش أوراق MS. سير العمل التجريبي للكشف عن نواتج الأيض من س. تورتوسوم يترك استخدام الرش أوراق MS هو موضح في الرسم 2. تحديد ورقة، يقتطع شريحة رقيقة مع نهاية مدبب شكل ن...

Discussion

الاستخدام الناجح لهذا البروتوكول يعتمد على الاستفادة المثلى الخطوات المختلفة للأنواع النباتية ونوع النسيج، والهدف compound(s) للفائدة. المعلمات الموصوفة في البروتوكول توفر نقطة انطلاق جيدة. المقررات التجريبية التالية تحتاج إلى بذل واختبارها: أم لا باستخدام (1) قص أو الأنسجة تقطيعه والمذيبات ...

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

تم تمويل هذا العمل بمنحه برنامج أبحاث الجينوم المصنع NSF دائرة الرقابة الداخلية--1238812 و "زمالات ما بعد الدكتوراه" في "علم الأحياء" دائرة الرقابة الداخلية--1400818. كما مولت الأعمال "زمالة الطلاب الخريجين مونسانتو" إلى كاثرين سامونز ألف. وشكر "أفريقيا الباحث علماء برنامج فولبرايت" (2017-2018) هو التمويل الممنوح ماكونجا ص نكوندا. ونحن نقدر تقديراً كبيرا التبرع بمصدر نانوسبراي من برني جيسيكا ومرفق البروتيوميات وجميع في جامعة ولاية كولورادو.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Conn PinDigi-Key elctronicsWM2563CT-NDpin will insert into Thermo Scientific source to provide voltage
small clampDigi-Key elctronics314-1018-NDCLIP MICRO ALLIGATOR COPPER 5A
large clampDigi-Key elctronics290-1951-NDALLIGATOR CLIP NARROW NICKLE 5A
Heat shrinkDigi-Key elctronicsQ2Z1-KIT-NDto cover soldering joints
NSI source Nanospray Ion SourceThermo scientificNAAnother brand will work if you are not using a Thermo instrument
Q Exactive- hybrid quadrupole OrbitrapThermo scientificNAAnother brand will work if you are not using a Thermo instrument
Tune SoftwareThermo scientificAnother brand will work if you are not using a Thermo instrument
Xcalibur SoftwareThermo scientific
Plant of interest - S. tortousum

References

  1. Pitt, J. J. Principles and applications of liquid chromatography - mass spectrometry in clinical biochemistry. The Clinical Biochemist Reviews. 30 (1), 19-34 (2009).
  2. Cooks, R. G., Ouyang, Z., Takats, Z., Wiseman, J. M. Detection technologies. Ambient mass spectrometry. Science. 311 (5767), 1566-1570 (2006).
  3. Kim, H. K., Verpoorte, R. Sample preparation for plant metabolomics. Phytochemical Analysis. 21 (1), 4-13 (2010).
  4. Takats, Z., Wiseman, J. M., Gologan, B., Cooks, R. Mass spectrometry sampling under ambient conditions with desorption electrospray ionization. Science. 306 (5695), 471-473 (2004).
  5. Liu, J., Wang, H., Cooks, R. G., Ouyang, Z. Leaf spray: direct chemical analysis of plant material and living plants by mass spectrometry. Analytical Chemistry. 83 (20), 7608-7613 (2011).
  6. Chan, S. L. -. F., Wong, M. Y. -. M., Tang, H. -. W., Che, C. -. M., Ng, K. -. M. Tissue-spray ionization mass spectrometry for raw herb analysis. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 25 (19), 2837-2843 (2011).
  7. Wang, H., Liu, J., Cooks, R. G., Ouyang, Z. Paper spray for direct analysis of complex mixtures using mass spectrometry. Angewandte Chemie International Edition. 49 (5), 877-880 (2010).
  8. Liu, J., Wang, H., Cooks, R. G., Ouyang, Z. Leaf spray: Direct chemical analysis of plant material and living plants by mass spectrometry. Analytical Chemistry. 83 (20), 7608-7613 (2011).
  9. Malaj, N., Ouyang, Z., Sindona, G., Cooks, R. G. Analysis of pesticide residues by leaf spray mass spectrometry. Analytical Methods. 4 (7), 1913-1919 (2012).
  10. Snyder, D. T., Schilling, M. C., Hochwender, G., Kaufman, A. D. Analytical methods profiling phenolic glycosides in Populus deltoides and Populus grandidentata by leaf spray ionization tandem mass spectrometry. Analytical Methods. 7 (3), 870-876 (2015).
  11. Falcone, C. E., Cooks, R. G. Molecular recognition of emerald ash borer infestation using leaf spray mass spectrometry. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 30 (11), 1304-1312 (2016).
  12. Liu, J., Gu, Z., Yao, S., Zhang, Z., Chen, B. Rapid analysis of Callicarpa L. using direct spray ionization mass spectrometry. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 124, 93-103 (2016).
  13. Freund, D. M., Martin, A. C., Cohen, J. D., Hegeman, A. D. Direct detection of surface localized specialized metabolites from Glycyrrhiza lepidota (American licorice) by leaf spray mass spectrometry. Planta. 247 (1), 267-275 (2018).
  14. Smith, M. T., Crouch, N. R., Gericke, N., Hirst, M. Psychoactive constituents of the genus Sceletium N.E.Br. and other Mesembryanthemaceae: a review. Journal of Ethnopharmacology. 50 (3), 119-130 (1996).
  15. Gerickea, N., Viljoen, A. M. Sceletium-a review update. Journal of Ethnopharmacology. 119 (3), 653-663 (2008).
  16. Terburg, D., et al. Acute effects of Sceletium tortuosum (Zembrin), a dual 5-HT reuptake and PDE4 inhibitor, in the human amygdala and its connection to the hypothalamus. Neuropsychopharmacology. 38 (13), 2708-2716 (2013).
  17. Coetzee, D. D., López, V., Smith, C. High-mesembrine Sceletium extract (TrimesemineTM) is a monoamine releasing agent, rather than only a selective serotonin reuptake inhibitor. Journal of Ethnopharmacology. 177, 111-116 (2016).
  18. Shikanga, E. A., et al. In vitro permeation of mesembrine alkaloids from Sceletium tortuosum across porcine buccal, sublingual, and intestinal mucosa. Planta Medica. 78 (3), 260-268 (2012).
  19. Pulliam, C. J., Bain, R. M., Wiley, J. S., Ouyang, Z., Cooks, R. G. Mass spectrometry in the home and garden. Journal of The American Society for Mass Spectrometry. 26 (2), 224-230 (2015).
  20. Lawton, Z. E., et al. Analytical validation of a portable mass spectrometer featuring interchangeable, ambient ionization sources. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 28 (6), 1048-1059 (2017).
  21. . GNPS Available from: https://gnps.ucsd.edu/ (2018)
  22. Chambers, M. C., et al. A cross-platform toolkit for mass spectrometry and proteomics. Nature Biotechnology. 30 (10), 918-920 (2012).
  23. Pluskal, T., Castillo, S., Villar-Briones, A., Ore, M. MZmine2: modular framework for processing, visualizing, and analyzing mass spectrometry-based molecular profile data. BMC Bioinformatics. 11, 395 (2010).
  24. Meyer, G. M. J., Wink, C. S. D., Zapp, J., Maurer, H. H. GC-MS, LC-MS(n), LC-high resolution-MS(n), and NMR studies on the metabolism and toxicological detection of mesembrine and mesembrenone, the main alkaloids of the legal high "Kanna" isolated from Sceletium tortuosum. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 407 (3), 761-778 (2015).
  25. Zhang, N., et al. Rapid detection of polyhydroxylated alkaloids in mulberry using leaf spray mass spectrometry. Analytical Methods. 5 (10), 2455-2460 (2013).
  26. Pereira, I., et al. Rapid screening of agrochemicals by paper spray ionization and leaf spray mass spectrometry: which technique is more appropriate?. Analytical Methods. 8, 6023-6029 (2016).
  27. Zhang, J. I., Li, X., Cooks, R. G. Direct analysis of steviol glycosides from Stevia leaves by ambient ionization mass spectrometry performed on whole leaves. The Analyst. 137 (13), 3091-3098 (2012).
  28. Freund, D. M., Hegeman, A. D. Recent advances in stable isotope-enabled mass spectrometry-based plant metabolomics. Current Opinion in Biotechnology. 43, 41-48 (2017).
  29. Wurtzel, E. T., Kutchan, T. M. Plant metabolism, the diverse chemistry set of the future. Science. 353 (6305), 1232-1236 (2016).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

136 MS

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved