JS is indebted to Prof. B. Hoge of the Inorganic Chemistry department, Bielefeld University, for the idea of establishing the presented inlet system. The analyzed phosphane was a generous gift from Prof. B. Hoge. Sample preparation of the analyzed compound was performed by M. Wiesemann. Photographs of the phospane were taken by Dr. J. Bader. The mechanical workshop of the faculty of chemistry is acknowledged for the manufacturing of the interface and the glass workshop of the faculty of chemistry for the manufacturing of the lockable test tubes with flanges. Prof. B. Hoge and Prof. H. Gr&#246;ger are acknowledged for funding of this publication.

Preparazione del campione 1 <ol><li> Utilizzare provette bloccabili su misura con una flangia (Figura 1) per il trasporto e trasferimento dei campioni nello spettrometro di massa. Prima del riempimento con il campione, evacuare le provette bloccabili collegati a una linea di collettore Schlenk multipla e rimuovere l&#39;acqua residua da riscaldamento con una pistola termica. Vent la provetta con asciutto Argon ed evacuare di nuovo, mentre il riscaldamento. </li><li> Immergere la provetta con serratura in una trappola a freddo riempito con azoto liquido (ATTENZIONE: Prestare attenzione quando si lavora con l&#39;azoto liquido). Condensare il campione nella provetta da un contenitore del campione collegata ad un collettore della linea Schlenk, chiudere la serratura superiore della provetta e il collettore e rimuovere la provetta chiusa dal bagno di azoto. Come spettrometria di massa è molto sensibile, una piccola quantità è sufficiente. La maggior parte dell&#39;analita resterà nella provetta bloccabile durante l&#39;analisi ed è disponibile per ulteriori esperimentidopo la misura. </li></ol><img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51858/51858fig1highres.jpg" width="500" /> Figura 1 provetta bloccabile utilizzato per il trasferimento dei campioni. A) flangia di attacco al sistema di immissione freddo, rubinetto (B) Teflon della provetta per consentire il trasporto di un composto in condizioni di aria libera, (C) vite per azionare il rubinetto in teflon. 2 Misurazione della Messa Spectra <ol><li> Prima di provare la misurazione, regolare e calibrare lo spettrometro di massa in base alle istruzioni fornite dal produttore del spettrometro di massa (in questo caso, viene utilizzato un Autospec X (Generatori di vuoto, ora Waters Corp., Manchester, UK). Utilizzare perflourokerosene (PFK) come standard e sintonizzare lo spettrometro di massa ad una risoluzione di circa 2.800 m / z 119, il 10% definizione valle). Rimuovere la spintaasta di ingresso diretto dalla sorgente di ioni e installare l&#39;interfaccia esterna per provetta (figura 2). Per evitare il riscaldamento della punta dell&#39;asta di spinta, impostare il metodo di ingresso a &quot;setto&quot; nel software di controllo dello spettrometro di massa. </li><li> Collegare la flangia del tubo di prova bloccabile riempito con il campione per l&#39;interfaccia esterna. Aprire la valvola a spillo dell&#39;interfaccia esterna ed evacuare l&#39;ingresso. Dopo l&#39;evacuazione, aprire con cautela la valvola a sfera per la sorgente di ioni per completare la fase di evacuazione. Chiudere la valvola a spillo dell&#39;interfaccia esterna. ATTENZIONE: Il rubinetto Teflon della provetta deve essere chiuso in questa fase. </li><li> Inizia una misura di massa nel software dello spettrometro di massa. Con valvola chiusa dell&#39;ago, aprire il rubinetto in teflon della provetta molto brevemente, permettendo molecole in fase gassosa dell&#39;analita per entrare nella parte esterna dell&#39;interfaccia. Richiudere il rubinetto in teflon. NOTA: La parte esterna del l&#39;interfaccia con lo spazio tra il Teflonalla spina e la flangia del tubo di prova bloccabile (confrontare le figure 1 e 2B) funge da serbatoio di gas analita durante l&#39;analisi. </li><li> Aprire con cautela la valvola a spillo, mentre osservando il misuratore di vuoto della sorgente di ioni. Questo passaggio consente nuove molecole per entrare nella sorgente ionica dello spettrometro di massa. Il vuoto non deve scendere sotto i 10 -5 mbar durante la misurazione. NOTA: A seconda della volatilità degli spettri di massa dell&#39;analita di buona qualità si ottengono a circa 10 -6 mbar. Lo spettro di massa del campione è ora registrata. Solitamente, la quantità di campione che perde nello strumento attraverso la valvola a spillo è sufficiente per registrare spettri di massa per diversi minuti. Nel caso l&#39;intensità degli ioni diminuisce, aprendo la valvola a spillo un po &#39;più dona più tempo di acquisizione. Se la qualità degli spettri di massa registrato a 70 eV non è soddisfacente, spettri di massa può essere registrato utilizzando energie cinetiche inferiori dellaelettroni, ad esempio, 20 eV. </li></ol><img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51858/51858fig2highres.jpg" width="500" /> Figura 2 Sistema di aspirazione a freddo con tubo vuoto con serratura di prova montato la sorgente ionica di un VG Autospec X. A) provetta con serratura, (B) collegamento a flangia tra provetta un sistema di aspirazione a freddo, (C) valvola a spillo, (D) piastra in acciaio inox con guarnizione come collegamento alla sorgente di ioni, (E) Interfaccia di ingresso diretto, la punta ceramica del puntale è visibile. 3. dopo la misura <ol><li> Chiudere la valvola a spillo dell&#39;interfaccia esterna. Chiudere la valvola a sfera per la sorgente di ioni. Fermare l&#39;acquisizione di spettri di massa nel software. </li><li> Evacuare il sistema di aspirazione durante l&#39;apertura completamente la valvola a spillo. Sfiatare l&#39;interfaccia mentre pallonevalvola e valvola a spillo sono chiusi. Evacuare nuovamente l&#39;interfaccia, aprire la valvola a spillo durante questa fase per rimuovere vapore campione residuo nell&#39;interfaccia. Ripetere questa operazione almeno 3x. </li><li> Rimuovere il tubo di prova bloccabile dall&#39;interfaccia. Continuare con campione successivo o rimuovere l&#39;interfaccia esterna dalla flangia della sorgente di ioni e sostituirlo con l&#39;asta di spinta. </li></ol>

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H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+a+thermally+unstable+intermediate+in+the+Wittig+reaction+using+low-temperature+liquid+secondary+ion+and+atmospheric+pressure+ionization+mass+spectrometry.">Detection of a thermally unstable intermediate in the Wittig reaction using low-temperature liquid secondary ion and atmospheric pressure ionization mass spectrometry.</a> Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 9, 1168-1174 (1998).</li><li>Eelman, M. D., Blacquiere, J. M., Moriarty, M. M., Fogg, D. 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H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+injection+field+desorption/ionization+of+reactive+transition+metal+complexes.">Liquid injection field desorption/ionization of reactive transition metal complexes.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 386, 52-58 (2006).</li><li>Peterson, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+Spectrometer+All-Glass+Heated+Inlet.">Mass Spectrometer All-Glass Heated Inlet.</a> Analytical Chemistry. 34, 1850-1851 (1962).</li><li>Stafford, C., Morgan, T. D., Brunfeldt, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mass+spectrometer+all-glass+heated+inlet.">A mass spectrometer all-glass heated inlet.</a> International Journal of Mass Spectrometry and Ion Physics. 1, 87-92 (1968).</li><li>Hayes, S. A., Berger, R. J. F., Mitzel, N. W., Bader, J., Hoge, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chlorobis(pentafluoroethyl)phosphane:+Improved+Synthesis+and+Molecular+Structure+in+the+Gas+Phase.">Chlorobis(pentafluoroethyl)phosphane: Improved Synthesis and Molecular Structure in the Gas Phase.</a> Chemistry-a European Journal. 17, 3968-3976 (2011).</li><li>Zakharov, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functionalized+Bis(pentafluoroethyl)phosphanes:+Improved+Syntheses+and+Molecular+Structures+in+the+Gas+Phase.">Functionalized Bis(pentafluoroethyl)phosphanes: Improved Syntheses and Molecular Structures in the Gas Phase.</a> European Journal of Inorganic Chemistry. , 3392-3404 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

L&#39;acquisizione di spettri di massa di composti che si decompongono nel quadro delle procedure di preparazione dei campioni standard, viene presentato in questo protocollo. La tecnica presentata è progettato per l&#39;analisi di organyls metallo, silani e fosfano, che sono altamente suscettibili di ossidazione e / o idrolisi, il che rende particolarmente interessante per i chimici inorganici. Per ottenere risultati ottimali, condizioni di vuoto o privo di aria devono essere conservate durante tutta l&#39;analisi. Pe...

L&#39;analisi di composti, come organyls metallo, silani o phosphanes mediante spettrometria di massa non è sempre possibile. Molti di questi composti sono noti per decomporsi rapidamente a contatto con l&#39;aria. Pertanto i passi più importanti quando misura spettri di massa sono la preparazione del campione, il trasferimento dell&#39;analita nella generazione spettrometro di massa di ioni e in assenza di aria. In questo protocollo, si descrive una strategia per soddisfare queste esigenze e di presentare un sistema di aspirazione, che permette di ottenere spettri di massa di composti volatili in precedenza non essere analizzati mediante spettrometria di massa a causa della loro manipolazione difficile e rapida decomposizione in condizioni ambientali. In tal modo, l&#39;identificazione univoca del romanzo o organyls metallici volatili esistenti, silani e phosphanes, suscettibili di ossidazione o idrolisi, può ora essere effettuata con l&#39;assistenza di spettrometria di massa. Ci sono due requisiti che devono essere soddisfatte al fine di analizzare composti chesono suscettibili di ossidazione o idrolisi: preparazione del campione e la generazione di ioni in condizioni inerti. L&#39;ultima premessa può essere facilmente soddisfatta utilizzando uno spettrometro di massa con una sorgente di ioni operante sotto vuoto. Questo è il caso più assistita dalla matrice-laser-desorbimento / ionizzazione (MALDI) spettrometri di massa e con tutti ionizzazione ad impatto elettronico (EI) spettrometri di massa 1,2. Ionizzazione elettrospray (ESI) non è facilmente compatibile per l&#39;analisi di composti sensibili a ossidazione o idrolisi, come il processo di ionizzazione avviene in condizioni ambientali 3. Tuttavia, per alcuni composti che non reagiscono energicamente con l&#39;ossigeno o l&#39;acqua, l&#39;asciugatura e gas nebulizzante con cui sono gestiti maggior parte delle sorgenti ESI è sufficiente per l&#39;analisi mediante spettrometria di massa 4. Questo è anche il caso di strategie simili a ionizzazione ESI, ad esempio, a bassa temperatura ESI, a bassa temperatura di ionizzazione a pressione atmosferica, e la bassa temperatura spectr massa di ioni secondari liquidogeome- 5-7. Al contrario, la preparazione del campione e il trasferimento nella sorgente di ioni in condizioni inerti è molto più impegnativo. Entrambi gli strumenti MALDI e ESI sono stati accoppiati con glove box per consentire la preparazione del campione di composti sensibili a ossidazione e / o idrolisi in atmosfera inerte 4,8. Lo spettrometro di massa è interfacciato al cassetto portaoggetti o con un capillare di trasferimento (ESI) o direttamente attaccato al cassetto portaoggetti (MALDI). L&#39;accoppiamento di un vano portaoggetti di uno spettrometro di massa tramite una capillare trasferimento sarebbe anche possibile utilizzando un&#39;altra strategia di ionizzazione - liquido desorbimento campo iniezione / ionizzazione (LIFDI) - con la quale l&#39;analisi di composti sensibili è stato segnalato 9,10. Inoltre, MALDI e LIFDI non sono adatti per l&#39;analisi di composti altamente volatili. MALDI richiede la co-cristallizzazione dell&#39;analita con una matrice e LIFDI richiede la deposizione dell&#39;analita su un emitter da una soluzione. Con entrambe le strategie di ionizzazione è molto probabile che l&#39;analita evapora insieme con il solvente. In contrasto con gli strumenti MALDI, EI spettrometri di massa di solito offrono diversi metodi per introdurre il campione nella sorgente ionica: l&#39;ingresso della sonda diretta (piccole quantità di solidi, oli o cere vengono depositati in un crogiolo di alluminio che viene introdotto con un puntale) , un ingresso setto (per liquidi), o accoppiamento con un gascromatografo. Anche in questo caso, almeno una parte del trasferimento del campione avviene in condizioni ambientali ed è difficile da eseguire in atmosfera inerte. Nel 1960, un sistema di ingresso del campione è stato presentato, che consente l&#39;introduzione di campioni sotto vuoto nella sorgente ionica di uno strumento EI - il sistema di aspirazione completamente in vetro riscaldato (AGHIS) 11,12. Qui, il campione è stato ubicato all&#39;interno di un pezzo sigillata capillare di vetro, che è stato inserito nel AGHIS. Successivamente, il AGHIS stato evacuatoe il contenitore di vetro con il campione era rotto. Il AGHIS è stata quindi portata ad evaporare il campione che ha raggiunto la sorgente ionica di una massa spettrometro EI mediante una perdita. Quando il capillare di vetro con il campione è stato preparato in un vano portaoggetti, il campione potrebbe essere introdotta nello spettrometro di massa senza alcun contatto con l&#39;aria. Tuttavia, il AGHIS è un apparecchio che non è disponibile in commercio e difficile da assemblare anche per un laboratorio glassblower esperto. A causa delle grandi dimensioni passando tra ingresso diretto utilizzando un puntale e AGHIS non è semplice. Nel nostro laboratorio di spettrometria di massa, abbiamo sviluppato un sistema di immissione simile nello stile del AGHIS. Tuttavia, poiché non è possibile riscaldare il sistema di aspirazione, l&#39;analita deve esibire una certa volatilità per entrare sorgente ionica dello spettrometro di massa. La volatilità dell&#39;analita deve essere sufficiente, per consentire il trasferimento del composto sotto vuoto a te azoto liquidomperature - sia mediante bollitura o sublimazione. Il sistema di aspirazione su misura è costituito da una piastra in acciaio inossidabile, che è posizionato al sistema di aspirazione diretta, un tubo in acciaio inossidabile con una valvola a spillo, e una flangia, per cui una provetta con serratura contenente il campione può essere attaccato. L&#39;installazione del sistema di aspirazione a freddo non richiede modifiche alla spettrometro di massa (Autospec X, generatori di vuoto, ora Waters Corp., Manchester, UK) - il passaggio tra il sistema di aspirazione a freddo e di aspirazione diretta usando un puntale può essere eseguita facilmente in pochi secondi. Il sistema di aspirazione presentato è di particolare utilità quando organyls metallo, silani, o phosphanes, suscettibili di ossidazione o idrolisi, devono essere analizzati. Questi composti sono comunemente analizzati utilizzando la risonanza magnetica (NMR) nucleare o infrarossi (IR), spettroscopia. Purtroppo, questi metodi non consentono sempre per l&#39;identificazione univoca di un composto, perché si ottengano incomplete informazioni, ad esempio, quando gli elementi come cloro o bromo sono parte della molecola. Gas di diffrazione di elettroni invece è in grado di fornire informazioni dettagliate sul analita, tuttavia, il metodo è molto tempo, preparazione del campione è difficile, e solo pochi gruppi sono in grado di condurre queste analisi 13,14. Qui, il sistema di aspirazione a freddo per l&#39;analisi di organyls metallo, silani, o phosphanes, sensibili a ossidazione o l&#39;idrolisi mediante spettrometria di massa EI è di grande utilità per la (in) chimici organici che consentano l&#39;identificazione univoca di nuovi composti fornendo loro informazioni riguardanti la massa di una molecola e di ioni frammentati caratteristici. L&#39;unico requisito per la misura di spettri di massa di una sostanza è una certa volatilità a pressione ridotta.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="971">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Name of Reagent/Material</td>
			<td style="width:71px;">Company</td>
			<td style="width:155px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:435px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:311px;">VG Autospec X</td>
			<td colspan="2">Micromass Co. UK Ltd (now Waters)</td>
			<td style="width:435px;">other EI mass spectrometers with direct inlet using a push rod should also be compatible with this technique</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Lockable test tubes with flange</td>
			<td style="width:71px;">-</td>
			<td style="width:155px;">-</td>
			<td style="width:435px;">costum made, teflon tap should be used for locking the test tube</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:311px;">Interface for lockable test tubes</td>
			<td style="width:71px;">-</td>
			<td style="width:155px;">-</td>
			<td style="width:435px;">costum made , interface is prepared from stainless steel. Needle valve has to be included into the interface-design!</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:311px;">Schlenk line</td>
			<td style="width:71px;">-</td>
			<td style="width:155px;">-</td>
			<td style="width:435px;">costum made, has to include vacuum pump for evacuation of thest tubes and cold trap with liquid nitrogen for trapping of the sample</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using a cold inlet system and electron impact mass spectrometry

Questo video presenta un protocollo per l&#39;analisi spettrometrica di massa di composti volatili sensibili e di ossidazione utilizzando la ionizzazione ad impatto elettronico. L&#39;analisi dei composti volatili sensibili e di ossidazione mediante spettrometria di massa non è facile da realizzare, come tutti i metodi di spettrometria di massa state-of-the-art richiedono almeno una preparazione passo del campione, ad esempio, la dissoluzione e la diluizione dell&#39;analita (ionizzazione electrospray), co -crystallization dell&#39;analita con un composto a matrice (matrix-assisted laser desorbimento / ionizzazione), o il trasferimento dei campioni preparati nella sorgente di ionizzazione dello spettrometro di massa, da effettuare in condizioni atmosferiche. Qui, l&#39;uso di un sistema di ingresso del campione è descritto che permette l&#39;analisi di organyls volatili metallo, silani e phosphanes utilizzando uno spettrometro di massa a settore dotato di una sorgente di ionizzazione ad impatto elettronico. Tutte le fasi di preparazione del campione e l&#39;introduzione del campione nella sorgente ionica dellaspettrometro di massa avvengono a condizioni privo di aria o sotto vuoto, che consente l&#39;analisi di composti altamente sensibili all&#39;ossidazione. La tecnica presentata è particolarmente di interesse per i chimici inorganici, lavorando con organyls metallo, silani, o phosphanes, che devono essere gestiti utilizzando condizioni inerti, come la tecnica Schlenk. Il principio di funzionamento si presenta in questo video.

Uno spettro di massa EI di tris (trifluorometil) fosfano è presentato nella figura 3, un composto che si decompone rapidamente a contatto con l&#39;aria (Figura 4). L&#39;interfaccia presentata consente la misura dritto in avanti di spettri di massa per questi composti. Il funzionamento dell&#39;interfaccia romanzo è facile e veloce e non presenta alcun ostacolo quando si utilizza lo spettrometro di massa con l&#39;ingresso applicato ordinariamente diretta con l&#39;asta di spinta. </...

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Analysis of Volatile and Oxidation Sensitive Compounds Using a Cold Inlet System and Electron Impact Mass Spectrometry

Questo video presenta un protocollo per l&#39;analisi spettrometrica di massa di composti volatili sensibili e di ossidazione utilizzando la ionizzazione ad impatto elettronico. La tecnica presentata è particolarmente di interesse per i chimici inorganici, lavorando con organyls metallo, silani o phosphanes che devono essere gestiti utilizzando condizioni inerti, come la tecnica Schlenk.

Analisi di composti volatili sensibili e ossidazione utilizzando un sistema di aspirazione a freddo e impatto elettronico Spettrometria di Massa

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The ...

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Research

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Chemistry

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Video: Analysis of Volatile and Oxidation Sensitive Compounds Using a Cold Inlet System and Electron Impact Mass Spectrometry

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry (UPLC-HRMS)

Here we present a workflow to analyze the metabolic profiles for biological samples of interest including; cells, serum, or tissue. The sample is first separated into polar and non-polar fractions by a liquid-liquid phase extraction, and partially purified to facilitate downstream analysis. Both aqueous (polar metabolites) and organic (non-polar metabolites) phases of the initial extraction are processed to survey a broad range of metabolites. Metabolites are separated by different liquid chromatography methods based upon their partition properties. In this method, we present microflow ultra-performance (UP)LC methods, but the protocol is scalable to higher flows and lower pressures. Introduction into the mass spectrometer can be through either general or compound optimized source conditions. Detection of a broad range of ions is carried out in full scan mode in both positive and negative mode over a broad m/z range using high resolution on a recently calibrated instrument. Label-free differential analysis is carried out on bioinformatics platforms. Applications of this approach include metabolic pathway screening, biomarker discovery, and drug development.

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry UPLC-HRMS

Untargeted metabolomics provides a hypothesis generating snapshot of a metabolic profile. This protocol will demonstrate the extraction and analysis of metabolites from cells, serum, or tissue. A range of metabolites are surveyed using liquid-liquid phase extraction, microflow ultraperformance liquid chromatography/high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS) coupled to differential analysis software.

Metabolomica non mirati da fonti biologiche Uso UltraPerformance cromatografia liquida-spettrometria di massa ad alta risoluzione (UPLC-HRMS)

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We demonstrate that direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry can be used to produce mass spectral profiles of botanical material, ...

Fizzy Extraction of Volatile Organic Compounds Combined with Atmospheric Pressure Chemical Ionization Quadrupole Mass Spectrometry

Chemical analysis of volatile and semivolatile compounds dissolved in liquid samples can be challenging. The dissolved components need to be brought to the gas phase, and efficiently transferred to a detection system. Fizzy extraction takes advantage of the effervescence phenomenon. First, a carrier gas (here, carbon dioxide) is dissolved in the sample by applying overpressure and stirring the sample. Second, the sample chamber is decompressed abruptly. Decompression leads to the formation of numerous carrier gas bubbles in the sample liquid. These bubbles assist the release of the dissolved analyte species from the liquid to the gas phase. The released analytes are immediately transferred to the atmospheric pressure chemical ionization interface of a triple quadrupole mass spectrometer. The ionizable analyte species give rise to mass spectrometric signals in the time domain. Because the release of the analyte species occurs over short periods of time (a few seconds), the temporal signals have high amplitudes and high signal-to-noise ratios. The amplitudes and areas of the temporal peaks can then be correlated with concentrations of the analytes in the liquid samples subjected to fizzy extraction, which enables quantitative analysis. The advantages of fizzy extraction include: simplicity, speed, and limited use of chemicals (solvents).

Fizzy extraction is a new laboratory technique for analysis of volatile and semivolatile compounds. A carrier gas is dissolved in the liquid sample by applying overpressure and stirring the sample. The sample chamber is then decompressed. The analyte species are liberated to the gas phase due to effervescence.

Estrazione frizzante di composti organici volatili combinati con pressioni atmosferiche Ionizzazione chimica quadrupole spettrometria di massa

Chemical analysis of volatile and semivolatile compounds dissolved in liquid samples can be challenging. The dissolved components need to be brought to ...

Real-time Breath Analysis by Using Secondary Nanoelectrospray Ionization Coupled to High Resolution Mass Spectrometry

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental exposure in a non-invasive manner. In this work, we present a protocol to characterize the exhaled VOCs in real time by using secondary nanoelectrospray ionization coupled to high resolution mass spectrometry (Sec-nanoESI-HRMS). The homemade Sec-nanoESI source was readily set up based on a commercial nanoESI source. Hundreds of peaks were observed in the background-subtracted mass spectra of exhaled breath, and the mass accuracy values are -4.0-13.5 ppm and -20.3-1.3 ppm in the positive and negative ion detection modes, respectively. The peaks were assigned with accurate elemental composition according to the accurate mass and isotopic pattern. Less than 30 s is used for one exhalation measurement, and it takes approximately 7 min for six replicated measurements.

A protocol for characterizing chemical composition of exhaled breath in real time by using secondary nanoelectrospray ionization coupled to high resolution mass spectrometry is demonstrated.

Analisi dell'espirato in tempo reale tramite ionizzazione secondaria Nanoelectrospray accoppiata alla spettrometria di massa ad alta risoluzione

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental ...

Synthesis and Mass Spectrometry Analysis of Oligo-peptoids

Peptoids are sequence-controlled peptide-mimicking oligomers consisting of N-alkylated glycine units. Among many potential applications, peptoids have been thought of as a type of molecular information storage. Mass spectrometry analysis has been considered the method of choice for sequencing peptoids. Peptoids can be synthesized via solid phase chemistry using a repeating two-step reaction cycle. Here we present a method to manually synthesize oligo-peptoids and to analyze the sequence of the peptoids using tandem mass spectrometry (MS/MS) techniques. The sample peptoid is a nonamer consisting of alternating N-(2-methyloxyethyl)glycine (Nme) and N-(2-phenylethyl)glycine (Npe), as well as an N-(2-aminoethyl)glycine (Nae) at the N-terminus. The sequence formula of the peptoid is Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2, where Ac is the acetyl group. The synthesis takes place in a commercially available solid-phase reaction vessel. The rink amide resin is used as the solid support to yield the peptoid with an amide group at the C-terminus. The resulting peptoid product is subjected to sequence analysis using a triple-quadrupole mass spectrometer coupled to an electrospray ionization source. The MS/MS measurement produces a spectrum of fragment ions resulting from the dissociation of charged peptoid. The fragment ions are sorted out based on the values of their mass-to-charge ratio (m/z). The m/z values of the fragment ions are compared against the nominal masses of theoretically predicted fragment ions, according to the scheme of peptoid fragmentation. The analysis generates a fragmentation pattern of the charged peptoid. The fragmentation pattern is correlated to the monomer sequence of the neutral peptoid. In this regard, MS analysis reads out the sequence information of the peptoids.

A protocol is described for the manual synthesis of oligo-peptoids followed by sequence analysis by mass spectrometry.

Sintesi e analisi di spettrometria di massa di Oligo-peptoids

Peptoids are sequence-controlled peptide-mimicking oligomers consisting of N-alkylated glycine units. Among many potential applications, peptoids have ...

High-throughput and Comprehensive Drug Surveillance Using Multisegment Injection-Capillary Electrophoresis-Mass Spectrometry

New analytical methods are urgently needed to enable high-throughput, yet comprehensive drug screening, given an alarming opioid and prescription drug crisis in public health. Conventional urine drug testing based on a two-tier immunoassay screen followed by a gas chromatography-tandem mass spectrometry (GC-MS/MS) or liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) method are expensive and prone to bias while being limited to targeted panels of known drugs of abuse (DoA). Herein, we outline an improved method for drug surveillance that allows for the resolution and detection of an expanded panel of DoA and their metabolites when using multisegment injection-capillary electrophoresis-mass spectrometry (MSI-CE-MS). Multiplexed separations of ten urine samples with a quality control by CE (&lt; 3 min/sample) in conjunction with full-scan data acquisition using a time-of-flight mass spectrometer (TOF-MS) under positive ion mode detection allows for the identification and quantification of DoA above recommended cut-off levels. An excellent resolution of drug isomers and isobars, including background interferences, are achieved when using MSI-CE-MS with an electrokinetic spacer between sample segments, where accurate mass/molecular formula together with the comigration of a matching deuterated internal standard and the detection of one or more bio-transformed metabolites facilitate DoA identification over a wider detection window. Additionally, urine samples can be analyzed directly without enzyme deconjugation for the rapid screening without complicated sample workup. MSI-CE-MS enables the surveillance of a broad spectrum of DoA that is required for the treatment monitoring of high-risk patients, including confirming prescribed drug adherence, revealing illicit drug use/substitution, and evaluating optimal dosage regimes as required for new advances in precision medicine.

Here we describe a high-throughput method for comprehensive drug surveillance that allows for the improved resolution and detection of large panels of drugs of abuse and their metabolites, with quality control based on multisegment injection-capillary electrophoresis-mass spectrometry.

Sorveglianza dei medicinali ad alta produttività e completa usando la spettrometria totale multisegmento elettroforesi di iniezione-capillare

New analytical methods are urgently needed to enable high-throughput, yet comprehensive drug screening, given an alarming opioid and prescription drug ...

Capillary Electrophoresis-based Hydrogen/Deuterium Exchange for Conformational Characterization of Proteins with Top-down Mass Spectrometry

Resolving conformational heterogeneity of multiple protein states that coexist in solution remains one of the main obstacles in the characterization of protein therapeutics and the determination of the conformational transition pathways critical for biological functions, ranging from molecular recognition to enzymatic catalysis. Hydrogen/deuterium exchange (HDX) reaction coupled with top-down mass spectrometric (MS) analysis provides a means to characterize protein higher-order structures and dynamics in a conformer-specific manner. The conformational resolving power of this technique is highly dependent on the efficiencies of separating protein states at the intact protein level and minimizing the residual non-deuterated protic content during the HDX reactions. 
Here we describe a capillary electrophoresis (CE)-based variant of the HDX MS approach that aims to improve the conformational resolution. In this approach, proteins undergo HDX reactions while migrating through a deuterated background electrolyte solution (BGE) during the capillary electrophoretic separation. Different protein states or proteoforms that coexist in solution can be efficiently separated based on their differing charge-to-size ratios. The difference in electrophoretic mobility between proteins and protic solvent molecules minimizes the residual non-deuterated solvent, resulting in a nearly complete deuterating environment during the HDX process. The flow-through microvial CE-MS interface allows efficient electrospray ionization of the eluted protein species following a rapid mixing with the quenching and denaturing modifier solution at the outlet of the sprayer. The online top-down MS analysis measures the global deuteration level of the eluted intact protein species, and subsequently, the deuteration of their gas-phase fragments. This paper demonstrates this approach in differential HDX for systems, including the natural protein variants coexisting in milk.

Presented here is a protocol for a capillary electrophoresis-based hydrogen/deuterium exchange (HDX) approach coupled with top-down mass spectrometry. This approach characterizes the difference in higher-order structures between different protein species, including proteins in different states and different proteoforms, by conducting concurrent differential HDX and electrophoretic separation.

Scambio idrogeno/deuterio basato sull'elettroforesi capillare per la caratterizzazione conformazionale di proteine con spettrometria di massa top-down

Resolving conformational heterogeneity of multiple protein states that coexist in solution remains one of the main obstacles in the characterization of ...

Thermochemical Studies of Ni(II) and Zn(II) Ternary Complexes Using Ion Mobility-Mass Spectrometry

This article describes an experimental protocol using electrospray-ion mobility-mass spectrometry (ES-IM-MS) and energy-resolved threshold collision-induced dissociation (TCID) to measure the thermochemistry of the dissociation of negatively-charged [amb+M(II)+NTA]- ternary complexes into two product channels: [amb+M(II)] + NTA or [NTA+M(II)]-&#160;+ amb, where M = Zn or Ni and NTA is nitrilotriacetic acid. The complexes contain one of the alternative metal binding (amb) heptapeptides with the primary structures acetyl-His1-Cys2-Gly3-Pro4-Tyr5-His6-Cys7 or acetyl-Asp1-Cys2-Gly3-Pro4-Tyr5-His6-Cys7, where the amino acids&#39; Aa1,2,6,7 positions are the potential metal-binding sites. Geometry-optimized stationary states of the ternary complexes and their products were selected from quantum chemistry calculations (presently the PM6 semi-empirical Hamiltonian) by comparing their electronic energies and their collision cross-sections (CCS) to those measured by ES-IM-MS. From the PM6 frequency calculations, the molecular parameters of the ternary complex and its products model the energy-dependent intensities of the two product channels using a competitive TCID method to determine the threshold energies of the reactions that relate to the 0 K enthalpies of dissociation (&#916;H0). Statistical mechanics thermal and entropy corrections using the PM6 rotational and vibrational frequencies provide the 298 K enthalpies of dissociation (&#916;H298). These methods describe an EI-IM-MS routine that can determine thermochemistry and equilibrium constants for a range of ternary metal ion complexes.

Thermochemical Studies of NiII and ZnII Ternary Complexes Using Ion Mobility-Mass Spectrometry

This article describes an experimental protocol using electrospray-ion mobility-mass spectrometry, semi-empirical quantum calculations, and energy-resolved threshold collision-induced dissociation to measure the relative thermochemistry of the dissociation of related ternary metal complexes.

Studi termochimici di complessi ternari Ni(II) e Zn(II) mediante mobilità ionica-spettrometria di massa

This article describes an experimental protocol using electrospray-ion mobility-mass spectrometry (ES-IM-MS) and energy-resolved threshold ...

Characterizing RNA Modifications in Single Neurons Using Mass Spectrometry

Post-transcriptional modifications (PTMs) of RNA represent an understudied mechanism involved in the regulation of translation in the central nervous system (CNS). Recent evidence has linked specific neuronal RNA modifications to learning and memory paradigms. Unfortunately, conventional methods for the detection of these epitranscriptomic features are only capable of characterizing highly abundant RNA modifications in bulk tissues, precluding the assessment of unique PTM profiles that may exist for individual neurons within the activated behavioral circuits. In this protocol, an approach is described&#8212;single-neuron RNA modification analysis by mass spectrometry (SNRMA-MS)&#8212;to simultaneously detect and quantify numerous modified ribonucleosides in single neurons. The approach is validated using individual neurons of the marine mollusk, Aplysia californica, beginning with surgical isolation and enzymatic treatment of major CNS ganglia to expose neuron cell bodies, followed by manual single-neuron isolation using sharp needles and a micropipette. Next, mechanical and thermal treatment of the sample in a small volume of buffer is done to liberate RNA from an individual cell for subsequent RNA digestion. Modified nucleosides are then identified and quantified using an optimized liquid chromatography-mass spectrometry method. SNRMA-MS is employed to establish RNA modification patterns for single, identified neurons from A. californica that have known morphologies and functions. Examples of qualitative and quantitative SNRMA-MS are presented that highlight the heterogeneous distribution of RNA modifications across individual neurons in neuronal networks.

Post-transcriptional modifications of RNA represent an understudied layer of translation regulation that has recently been linked to central nervous system plasticity. Here, sample preparation and liquid chromatography-tandem mass spectrometry approach is described for simultaneous characterization of numerous RNA modifications in single neurons.

Caratterizzazione delle modifiche dell'RNA in singoli neuroni utilizzando la spettrometria di massa

Post-transcriptional modifications (PTMs) of RNA represent an understudied mechanism involved in the regulation of translation in the central nervous ...