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
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

ספקטרומטר מסה של ספריי עלה היא טכניקה ניתוח כימי ישיר זה ממזער את הכנת הדוגמא ומסלקת כרומטוגרפיה, המאפשר איתור מהיר של מולקולות קטנות רקמות הצמח.

Abstract

הצמחים מייצרים אלפי מולקולות קטנות מגוונים תכונותיהם הכימית. ספקטרומטר מסה (MS) היא טכניקה חזקה לניתוח מטבוליטים הצמח מכיוון שהוא מספק מולקולרית משקולות עם רגישות גבוהה. עלה ספריי MS הוא טכניקה יינון הסביבה שבו רקמת הצמח משמש לניתוח כימי ישיר דרך ספקטרומטריית electrospray, סילוק גזים מהתהליך. גישה זו הדגימה מטבוליטים מאפשר מגוון רחב של מחלקות כימי יזוהו בו זמנית של רקמות הצמח ללא פגע, למזער את כמות הכנת הדוגמא הדרושים. בעת שימוש עם MS המוני ברזולוציה גבוהה, מדויקת, עלה ספריי MS מקלה על גילוי מהיר של מטבוליטים של ריבית. זה גם אפשרי לאיסוף נתונים פיצול tandem המוני בטכניקה זו כדי להקל על זיהוי המורכב. השילוב של מדידות מדויקות המוני הפיצול הוא מועיל המאשרת זהויות מורכבים. התרסיס עלה MS הטכניקה דורש רק שינויים מזעריים מקור יינון nanospray, הוא כלי שימושי להרחיב את היכולות של ספקטרומטר מסה. . הנה, רקמות עלים טריים של Sceletium tortuosum (חיעדיים), צמח מרפא מסורתי מדרום אפריקה, ניתוח; אלקלואידים mesembrine רבים מזוהים עם תרסיס עלה MS.

Introduction

צמחים מכילים מגוון רחב של מולקולות קטנות עם מאפיינים כימיים מגוונים. MS היא טכניקה חזקה לניתוח תרכובות צמחים כי זה יכול לספק יצירות היסודות עם רגישות גבוהה, ירידה לפרטים עבור איתור וזיהוי של מטבוליטים1. ולרוב, MS מתבצע על הממס, חילוץ דגימות, אשר מופרדים באמצעות כרומטוגרפיה לפני ניתוח MS1. עם זאת, השימוש של כרומטוגרפיה נוזלית (LC) דורש ניתוח ממושך פעמים, קשורה לעיתים קרובות עם הכנה דגימה נרחבת1. לעומת זאת, ניתוח כימי ישיר של רקמות ללא פגע העוקפות כרומטוגרפיה היא טכניקה מהירה מאוד, הדורשים הכנה מדגם מינימלי2. לפיכך, במקרים שבו יכול להיות forgone צעדים כרומטוגרפי, ניתוח כימי ישיר יכול להיות יתרון מאוד.

LC-MS טיפוסי למחקר גליקומיקס ומוצרים טבעיים מסתמך על עקירות בצובר ממושך של צמחים מיובשים או קפוא בחומרים המכילים מספר רקמות וכן סוגי תא3. לחלופין, אנליזה כימית ישיר, כגון זיהוי MS מטבוליטים מרקמות הצמח, ניתן לבודד את סוגי תאים ולהימנע הכנת חפצים4. תרסיס עלה MS, המכונה גם רקמות-תרסיס5,6, היא טכניקה יינון אמביינט ישירה MS, המחייב בעיקרו של דבר אין מדגם הכנה5,7. ריסוס העלים ש-MS קשורה קשר הדוק נייר ספריי MS, טכניקה יינון אמביינט עם מאפייני יינון ספקטרומטריית electrospray המאפשר איתור analytes אשר מופקדים על גבי נייר7. למרות השם, עלה ספריי MS החלים על סוגים שונים של רקמות הצמח לא רק עלים, כבר הפגינו על פירות, זרעים, שורשים, רקמות פרחים, פקעות, בין היתר6,8,9, 10,11,12. הטכניקה מקלה על יינון של פיטוכימיקלים אנדוגני ישירות מן החומרים צמח לתוך ספקטרומטר מסה זיהוי8. תרסיס עלה MS יכולים גם לספק מידע על חלוקת כימיקלים רקמות שונות סוגי צמחים13מרחבית. כאשר עלה ספריי MS מושווה עם מיצוי הממס, LC-MS, התוצאות להציע ספריי עלה ש-MS מאפשר איתור מטבוליטים משטח מהיר של סוגי תאים ייחודיים כגון trichomes13. איור 1 מדגימה הגדרת ניסיוני של ספריי MS עלה. יינון ישירה ספקטרומטריית electrospray מתרחשת לאחר רק מקור קטין שינויים. מתח גבוה מוחל על רקמת הצמח באמצעות מלחציים מתכת, ייצור תרסיס של droplets טעונה מאוד יוצרים קונוס טיילור שנושאת היונים לים יון של ספקטרומטריית Electrospray גב' יינון מתרחשת הנוזל הטבעית של הצמח או של תפוח הממס מטען לשטח המפעל. קצה מחודד על הרקמה מקלה את ספקטרומטריית electrospray והוא יכול להיות באופן טבעי המתרחשים או שזה נוצר על ידי חיתוך.

תרסיס עלה MS היא שיטה מהירה לניתוח כמותיים למחצה של רקמות צמח שלם אשר נמצאו כלי שירות למגוון רחב של יישומים. לדוגמה, הטכניקה שימש כדי לזהות תרכובות אנדוגני כדי להבחין בין מינים קרובים, וכן אפילו להעריך שינויים מאותו המין גדל בתנאים שונים. מחקרים קודמים הראו גישה זו על ידי מדידת מטבוליטים ב- beautyberry (Callicarpa ל') 12 ו ג'ינסנג אמריקאי (Panax quinquefolium ל') 6. בדוגמה השנייה, ginsenosides, חומצות אמינו, oligosaccharides יכול להתגלות הרטבת ג'ינסנג raw רקמות. ג'ינסנג אמריקאי מעובדים הפראית היו תריז פקעת פרוסות6. ג'ינסנג פקעת שלמות השתמר מצליחה ספריי עלה MS, אשר אפשרה עבור בדיקת מיקרוסקופיים מורפולוגיים6. יתר על כן, תרכובות אקסוגני על דגימות צמח ניתן לזהות גם. מספר של חומרי הדברה (acetamiprid, diphenylamine, imazalil, linuron ו thiabendazole) זוהו על קליפת או ספרות זולה של פירות וירקות9. בעוד מחקרים אלה ועוד רבים אחרים הראו את התועלת של ספריי עלה MS למטרות ספציפיות שונות, פרוטוקול מפורט לא דווחה בעבר.

. הנה, התיאור פרוטוקול לא יתמקד אופטימיזציה של השיטה עבור רקמה ספציפית או מורכבים. במקום זאת, הגילוי של אלקלואידים mesembrine מן N.E.Br Sceletium tortuosum (ל')-(חיעדיים) משמש כדוגמה כדי לדון בצעדים הדרושים אופטימיזציה שיש לנקוט בעת הגדרת ניסוי MS ספריי עלה על זן, רקמות, או compound(s) בפעם הראשונה. ס tortuosum היא מהם ייחודיים עסיסי האזור Karroo צחיח למחצה של דרום אפריקה. הרפואה המסורתית של ה-San חוי חוי העמים, היא שימשה תיאבון, צמא דיכוי גם באשר14,שלה השפעות תרופות פסיכוטרופיות כאבים15. כיום, תמציות מתוקננת משמשים לטיפול מנוטלי והפרעות שתלמידים16,17. תרכובות הראשי עניין כוללים את mesembrine אלקלואיד ונגזרותיו, שרבים מהם נמצאים גם מינים קרובים Sceletium 15. אוכלוסיות פרא והן מעובדות של tortuosum ס יש ריכוזים משתנים של אלקלואידים mesembrine, לכן הצגת האתגר של בקרת איכות18. שיטת איתור מהיר של אלקלואידים mesembrine, כגון תרסיס עלה MS, עשוי להיות שימושי פיקוח על מוצרים Sceletium . כי בעבר, היו לא מפורט חזותי נסיוני התרסיס עלה MS טכניקה, ימחיש לנו השיטה באמצעות הדוגמה של tortuosum סהבא מתואר: השינוי של מקור nanospray, מבחר, הכנה של רקמות הצמח, רכישת הנתונים, את הפרשנות של התוצאות, אופטימיזציה של הפרמטרים MS.

Protocol

1. שינויים למקור Nanospray עבור עלה לרסס MS

  1. להשתמש במקור nanospray ששונה לריסוס עלה MS. ככל לא fluidic רכיבים נחוצים עלה ספריי MS, לשנות את המקור על-ידי הסרת החללית LC מן המקור.
  2. להרכיב את החוט MS ספריי של עלה שיחולו על רקמת הצמח עם ה-pin המתאים עבור חיבור למקור המתח. הלחמה את הסיכה על קצה אחד של כבל מבודד; הלחמה מלחציים לקצה הנגדי של הכבל.
    הערה: המלקחיים (סוג קליפ תנין) או אולי אין שיניים. בשביל לרקמות קטנות, מלחציים ללא שיניים היא עדיפה. ניתן להוסיף זרוע פלקס אופציונלי עם מלחציים למקור nanospray לסייע במיקום רקמת הצמח. שים לב כי פרוטוקול זה מתאר באופן ספציפי כיצד לבצע ריסוס העלים MS-היברידית פאול מלכודת יונים המוני מנתח מערכת MS (ראה את הטבלה של חומרים); עם זאת, מערכות MS אחרות עשויים להשתנות כדי לבצע את הטכניקה6. צימוד עלה ספריי MS עם ניתוח כימי בזמן אמת ספקטרומטר מסה נייד ניתן לבצע באתר ללא צורך להעביר את החומר צמח מעבדה19,20.
  3. הצב של אנטי סטטי. השטיח על הרצפה מתחת המקור כדי להפחית את פריקה חשמל שעלולות להתרחש מן המקור בעת שימוש מתח גבוה.

2. הכנה של מערכת MS עלה ספריי MS

  1. אם המערכת כבר לאחרונה בשימוש, לאפשר קריר למגע ולהסיר כל מקור חלופי והחרוט לטאטא. לצרף את מקור MS nanospray ספריי עלה.
  2. צור קובץ מנגינה עם הפרמטרים המתאימים יינון הגדר כדלקמן: נדן, עזר וגז לטאטא 0; המתח ספריי כדי kV 2-5; הטמפרטורה נימי 150-250 מעלות צלזיוס; ואת רמת S-עדשה RF ל- 50. שמור את הקובץ מנגינה עם8,13הפרמטרים הרצויים. למטב את מתח וטמפרטורה יינון הטוב ביותר של הרקמה, compound(s) עניין.
    הערה: טוב כנקודות התחלה הם 4 kV ו- 200 מעלות צלזיוס.
  3. להפוך קובץ בשיטה כולל את הקובץ המנגינה של ספריי MS עלה עם: MS מלא חיוביים ושליליים; רזולוציה של 70,000; מטרה AGC של עונה 1 פרק 10-6; מספר מרבי של 200 ms; הסריקה הרצויה בטווח מ/z. לחלופין, השתמש רק 1 קוטביות.

3. הכנת כלי נגינה, ממיסים, רקמות הצמח

הערה: תמיד ללבוש כפפות, והם אינם משתמשים רקמת הצמח טופל בידיים חשופות. אחרת, מזהם יונים כגון פוליאתילן גליקול ישלוט הספקטרום.

  1. להביא את רקמות הצמח לניתוח כדי באותו החדר למערכת MS כדי לאפשר דגימה מהיר.
  2. בשביל לרקמות הצמח שאין טיפ טבעי המחודד, השימוש תער על משטח זכוכית לחתוך נקודה מחודדות (איור 2). לקבוע את כמות רקמת לצורך הניתוח מבוסס על נגינה רגישות, סוג הרקמה, compound(s) עניין (למשל, צעירים tortuosum ס העלה את זה ~ 5 מ"מ אורך).
    1. לחתוך tortuosum ס יוצא 10 שבועות לאחר נביטה לרצועות דק, כל אחד עם קצה ישרים כדי ליצור נקודה.
  3. להשתמש מלקחיים לבחירת בעדינות את רקמת הצמח בסופו של דבר זה להיות כשכרטיס. מחזיק את הרקמה עם מלקחיים, בזהירות להעביר אותו המלחציים.
    התראה: אל תיגע המקור כלי אם המתח.
  4. להתאים את היד גמיש ואת החוט עם המלחציים כדי למקם את הרקמה בקו הים MS כך המרחק בין רקמת הצמח לים יון של MS הוא 5-10 מ מ עבור פאול טריפל (למשל, TSQ), ליניארי מלכודת פאול (LTQ) ל- 10 -50 מ מ מלכודת יונים מנתח המוני (למשל, orbitrap)8.
    1. חבר את הקצה השני של החוט לתוך המקור. אם הניסיונות הראשונים לייצר עוצמת אות נמוכה, להעביר את רקמת הצמח קרוב לים יון (ראה הדיון עבור אופטימיזציה).
  5. לטעון את הקובץ שיטה; שם קובץ הנתונים ולהגדיר את מיקום האחסון של קובץ. לאחר מכן להפעיל את מערכת MS על-ידי לחיצה על הפעל , לחץ על התחל כדי להתחיל רכישת נתונים.
  6. להחיל את הממס (למשל, מתנול) באמצעות pipet עם טיפ העמסה ג'ל כדי להגדיל את המרחק בין הידיים של מתח גבוה כדי להגן על המשתמש.
    הערה: אמצעי האחסון הממס הנדרש תלוי בגודל, יובש, ואת המרקם של הרקמה, בדרך כלל ~ 2-20 µL. ס tortuosum עלים אינם דורשים כל הממס שיתווספו. בזהירות החל הממס, אל תיגע המקור כלי כאשר מופעל המתח. השתמש LC-MS כיתה ממיסים וכלי זכוכית כי כבר חומצה שטף ו ללא חומרי ניקוי. ברקמות מסוימות, אות ייבחנו ללא התוספת של הממס בשל התכנים מים טבעיים של רקמת הצמח. עם זאת, עוצמת אות רבתי עם S/N מופחתת מושגת בדרך כלל על-ידי החלת הממס של הרקמה.
  7. לרכוש את הנתונים כל עוד האות נמשכת או עד שנאסף ספקטרום נאותה, בדרך כלל 30-60 s. אם יש צורך, החל הממס נוספים לשמור על עוצמת שידור גבוהה עבור כמות זמן רב יותר של זמן. עוצרים את חדרי קירור והקפאה, להשהות את מערכת MS.
  8. להסיר את הרקמה ולשטוף את המלחציים עם 100% מתנול, מחיקה נטולת מוך. לנקות את כניסת יון MS לאחר כ 1-2 h של רכישת על ידי ריסוס העלים MS בהתאם למפרטים של הספק. גם, לנקות את כניסת יון MS בין ניתוחים של סוגי רקמות שונות.

4. הנתונים לטיב הערכה

  1. פתח את קובץ הנתונים ולבדוק ויזואלית chronogram המונים את שיא הבסיס. בדוק עוצמת האות ~1.0 x 107 ל 5.0 x 108. אם האות הוא נמוך, להעביר את הרקמה קרוב לים יון. אם יותר גבוה, החזית של מערכת MS יהיה מלוכלך, אז להעביר הרקמה רחוק יותר לים יון.
  2. בהתבסס על נוכחות או היעדרות של היונים עניין ב ספקטרום המוני המיוצר, לשנות את הפרמטרים.
    הערה: הפרוטוקול אפשר לעצור כאן.

5. טנדם פיצול המונית

  1. להחליט מה יונים הן עניין עבור פיצול המוני טנדם (MS/MS); אות ספקטרה המונית זה > 1.0 x 105 היא מספקת המבחר של יונים עבור MS/MS.
  2. להפוך קובץ שיטה חדשה עם רשימת הכלילה של m/z החוצה 4 ספרות אחרי הנקודה העשרונית. לחץ על רשימות הכללית והכללה. תחת מאפייני פ. ר, בחר את האנרגיה פיצול [למשל, אנרגיית התנגשות מנורמל (פליטות) של 30-50 הוא מגוון להתחיל עם] ופרמטרים אחרים MS/MS.
    1. כדי לקבל נתונים MS/MS אלקלואידים mesembrine, קטע היונים הבאים, 276.1583 מ/z, 290.1742 מ/zו- 292.1897 מ/z, בגיל NCE 35.
      הערה: רכישת נתונים MS/MS יכול להתבצע מיד לאחר MS או במועד מאוחר יותר. הרקמה אותו לעתים קרובות יכול להישאר בחוזקה לאחר MS מלא, ניתן להשתמש בהם כדי להשיג נתונים MS/MS. עם זאת, אם respraying אינו מספק אות מספיק, השתמש בממחטה חדש
  3. לטעון את קובץ שיטה MS/MS ואת קובץ נתונים בשם. הפעלת מערכת MS, ולהתחיל רכישת נתונים, הוספת ממיס במידת הצורך. כאשר שנאסף ספקטרה נאותה, בדרך כלל לאחר 30-60 s, להפסיק הרכישה.
  4. לאסוף את פיצול-אנרגיות שונות רבות בעת הקצאת פרגמנט יונים.
    הערה: מאז עלה ספריי MS חסר פרידה כרומטוגרפי, ספקטרום פיצול שיכילו יונים רבים הינם מזימות-אנרגיות שונות יעזור להביא בהירות.

6. בשם ההזדהויות על-ידי פיצול המוני טנדם ובמסתם מדויק

  1. להפוך ההזדהויות בשם על-ידי הפניה מדידות מדויקות המוני ממסדי המטבוליט זמינות בפומבי כגון Metlin21האנושי מסד Metabolome22, מסה הבנק23, מפות השומנים24, המכון הלאומי תקנים ו- MS טכנולוגיית חיפוש25, כבוד פיטוכימיקלים26, או GNPS27.
  2. כמו מסדי נתונים אלה הם לא ממצה, לבצע ביקורת ספרות נוספות על מינים מפעל כימי מאופיין לפי הצורך.
  3. התאמה יונים הפיצול מ עלה תרסיס MS/MS המאגרים הנ ל כאשר MS/MS מידע זמין, או הספרות. לחלופין, השתמש פרשנות ידנית של MS/MS פרגמנט יונים או של פיצול של תקן אותנטי שבוצעה על ידי הזרקה ישירה או LC-MS/MS.

7. ניתוח נתונים

  1. להמיר את קבצי raw של MS mzXML קבצים בעזרת הכלי msConvert Proteowizard28.
  2. השתמש חבילת התוכנה XCMS מיושם ב- R עבור שיא האיסוף. השתמש עם אינפוזיה ישירה עיבוד שיטת הריסוס עלה MS ניתוח.
    הערה: ניתן למצוא את הסקריפטים היטב המבואר המשמש לעיבוד נתונים ב- https://github.com/HegemanLab/Leaf-Spray-Code.
  3. כדי לקבל מדידות כמותיים למחצה, החשבונאי ההשתנות ניסיוני, לנרמל האינטנסיביות של המטבוליט כל מאת הכולל יונים הנוכחי (טיק), כמו הספריי עלה עוצמת האות MS יכול להשתנות, בין השאר בשל שייתכנו שינויים המיקום של העלה את המקור ואת הבדלי גודל וצורה של העלה.
  4. לחלופין, השתמש בתוכנה שסופק על-ידי הספק עבור ניתוח נתונים או MZmine2 (כדי ניתן למצוא ב http://mzmine.github.io/)29.

תוצאות

ב- 10 שבועות שלאחר נביטה, שנאספו טריים שגודלו החממה ס tortuosum משאיר נותחו על ידי ריסוס העלים MS. זרימת העבודה ניסיוני עבור איתור מטבוליטים מ ס tortuosum עלים באמצעות תרסיס עלה ש-MS מודגם באיור2. עלה היה נבחר, לחתוך רצועה דקה עם קצה ישרים כדי ליצור נקודה, כשכר?...

Discussion

השימוש המוצלח של פרוטוקול זה מסתמך על אופטימיזציה של השלבים השונים מיני צמחים, סוג הרקמה של המטרה compound(s) של עניין. שאר הפרמטרים המתוארים בפרוטוקול לספק נקודת התחלה טובה. ההחלטות ניסיוני הבאים צריך להיות עשוי ונבדק: או לא שימוש (1) לחתוך או רקמות נימולים, הממס (2) או לא ממיס, (3) מה ממיס להשתמש בא...

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

עבודה זו מומן על ידי המענק תכנית המחקר הגנום של צמח ה-NSF IOS-1238812, בתר ב ביולוגיה IOS-1400818. העבודה גם מומן על ידי מלגת סטודנט לתואר שני מונסנטו כדי קתרין א Sammons. אפריקה חוקר חוקרים תוכנית פולברייט (2017-2018) הוא הודה על מימון הוענק Nokwanda פ Makunga. אנו מעריכים מאוד את התרומה של מקור nanospray של ג'סיקה Prenni ואת המתקן פרוטאומיקס, גליקומיקס באוניברסיטת קולורדו.

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

136MSelectrospraySceletium tortuosummesembrine

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