Name: characterization of synthetic polymers via matrix assisted laser desorption ionization time of flight (maldi-tof) mass spectrometry
Uploaded: 2018-06-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 56 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Characterization of Synthetic Polymers via Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight MALDI-TOF Mass Spectrometry at JoVE.com

Gli autori riconoscono che il Consorzio Smart Design di materiali, analisi ed elaborazione (SMATDAP) finanziato dalla National Science Foundation sotto un accordo cooperativo IIA-1430280 e LA Consiglio dei reggenti per un Istituto europeo di Oncologia (MEP). Campioni di polimero per questi esperimenti sono stati forniti da MilliporeSigma (Sigma-Aldrich).  Pubblicazione di accesso aperta di questo articolo è sponsorizzato da MilliporeSigma.

Attenzione: Tutte le reazioni sono state eseguite in una cappa aspirante. Si prega di leggere tutti i materiale sicurezza (MSDS) per qualsiasi prodotto chimico utilizzato e prendere le opportune precauzioni.
1. preparazione del campione
<ol><li>Preparazione delle soluzioni stock matrice<ol>
<li>Sciogliere 20 mg di acido α-ciano-4-idrossicinnamico (HCCA) in 1 mL di tetraidrofurano-Urotropine non (THF) e agitare fino a completa dissoluzione.</li>
		<li>Sciogliere 20 mg di acido 2,5-dihydroxybenzoic (DHB) in 1 mL di THF e agitare fino a completa dissoluzione.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparazione della soluzione stock cationi alcalini<ol>
<li>Sciogliere 2 mg di sodio trifluoroacetato (NaTFA) in 1 mL di THF e agitare fino a completa dissoluzione.</li>
		<li>Sciogliere 2 mg di potassio trifluoroacetato (KTFA) in 1 mL di THF e agitare fino a completa dissoluzione.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparazione delle soluzioni madri analita<ol>
<li>Esempio 1: Sciogliere 2 mg di acido poli (glicol etilenico) 2-amminoetil etere acetico (Mn = 5000) in 0,5 mL di THF e agitare fino a completa dissoluzione.</li>
		<li>Esempio 2: Sciogliere 2 mg di bis(azide) di poliossietilene (Mn = 2000) in 0,5 mL di THF e agitare fino a completa dissoluzione.</li>
		<li>Esempio 3: Sciogliere 2 mg di poly(L-lactide), tiolo terminato (Mn = 2500) in 0,5 mL di THF e agitare fino a completa dissoluzione.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparazione di miscele campione per analisi<ol>
<li>Preparare una serie di soluzioni con matrix, analita e catione soluzione pur variando le proporzioni relative dei componenti tale che miscele di nove campioni unici sono realizzate. Ad esempio, conservazione della quantità di costante di matrice aggiunta soluzione stock (ad es.., 10 µ l), variare la quantità di analita soluzione di un fattore tre (ad es., 45, 15 e 5 µ l), pur anche variando la quantità di soluzione cazione di un fattore tre (ad es. ., 9, 3 e 1 µ l). Questi campioni resa efficacemente una 3x3 griglia di campioni con le due variabili di concentrazione differente su x e y assi (Figura 1).</li>
		<li>Per l'esempio rappresentativo, combinare 15 µ l della soluzione poly(L-lactide), con 15 µ l della soluzione DHB e 1 µ l della soluzione NaTFA.</li>
		<li>Aggiungere 1 μL di ogni composto di soluzione su un singolo campione bene sulla piastra MALDI (Figura 2). Aggiungere i campioni in modo incrementale in piccole porzioni per impedire che il campione che scorre fuori del pozzo di campione, permettendo ogni aliquota di evaporare a secchezza prima di aggiungere ulteriori esempi. Nota: Per più alto punto di ebollizione solventi, un fucile ad aria compressa può essere necessario per accelerare l'evaporazione del solvente, anche se deve essere usata cautela per evitare di riscaldare il piatto del campione, che potrebbe causare la piastra a deformarsi.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparazione di campioni standard per la calibrazione<ol>
<li>Preparare gli standard di calibrazione utilizzando il protocollo suggerito fornitore. Nota: Dendrimero calibranti sono stati selezionati per questo studio e sono disponibili come i dendrimeri puro o premiscelate con matrix, calibratore e catione a rapporti ottimizzati.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. dati acquisizione ottimizzazione
<ol><li>Avvio di acquisizione dati<ol>
<li>Aprire il software di acquisizione dati "FlexControl".</li>
		<li>Espellere la piattaforma per consentire il caricamento della piastra bersaglio premendo il "<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57174/57174eq1v2.jpg">" pulsante.</li>
		<li>Posizionare delicatamente la piastra con i campioni di calibratore e analita caricati sulla piattaforma con l'orientamento appropriato.</li>
		<li>Utilizzare il software di acquisizione per iniettare la piastra sulla piattaforma premendo il "<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57174/57174eq1v2.jpg">" di nuovo il pulsante.</li>
		<li>Selezionare un metodo di acquisizione di dati appropriati (modalità positiva acquisizione metodo) premendo File | Selezionare il metodo. Nota: Per la maggior parte dei campioni di polimero, tra cui il nostro rappresentante analiti, ionizzazione è previsto tramite complessazione con un catione e, pertanto, un metodo di acquisizione di modalità positiva è più appropriato. A seconda dello strumento, per intervalli di massa inferiori (500-10.000 Da) o quando è richiesta maggiore risoluzione, selezionare un file di metodo modalità riflettore. Per più alto peso molecolare campioni o quando maggiore sensibilità del segnale è necessaria e bassa risoluzione è accettabile, selezionare un modalità lineare metodo file.</li>
		<li>Prima dell'acquisizione dei dati, assicurarsi di un'opportuna serie di massa per la raccolta dati è selezionato-idealmente che la gamma massa metà della massa minima includerà la distribuzione prevista nonché doppia la massa più alta nella distribuzione prevista. Controllare questo facendo clic sulla scheda rilevazione e visualizzazione Gamma di massa. Nota: Questo aiuta ad per assicurare che il segnale da frammenti di degradazione di peso molecolare più bassi o più alto peso molecolare aggregati (dimero) che possono essere presenti nel campione sono incluse nel set di dati. Si noti inoltre che oligomeri di matrice sono notati frequentemente con alte intensità del segnale nella maggior parte dei spettri di massa MALDI-TOF, fornendo il rumore ad alta intensità con masse alte come Da 1.000, che complica analisi sotto questa massa. Anche se la taratura è necessario prima di ottenere un set di dati finale, un file di calibrazione accurata possa essere acquisito solo se vengono utilizzati parametri di acquisizione identici come quelli ottimizzati per l'analita in particolare. Di conseguenza, un preliminare ottimizzazione dello spettro di massa di analita è necessaria prima della calibrazione, seguita dalla riacquisizione di uno spettro di massa di analita calibrato.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Acquisizione dati preliminari<ol>
<li>Il software di acquisizione, selezionare la posizione sulla piastra di destinazione che corrisponde all'analita desiderata.</li>
		<li>Avviare la raccolta dei dati mentre si sposta l'obiettivo laser intorno al campione per massimizzare il segnale. Per avviare la raccolta dei dati, premere il tasto Start. Nota: Il laser può esaurire la matrice in una determinata posizione dopo ripetuti campionamenti.</li>
		<li>Utilizzando la barra di scorrimento sul lato sinistro della finestra di fotocamera, regolare la potenza del laser, tale che la potenza minima necessaria per ottenere una risoluzione isotopica è raggiunto. Nota: Quando si analizzano campioni multipli per confermare il rapporto ottimale di analita, catione e matrice, utilizzare la stessa potenza del laser su ciascuno dei campioni dell'analita per determinare quale campione presenta il miglior rapporto segnale/rumore per quei parametri di acquisizione. Continua ottimizzazione futura acquisizione con l'esempio che sembra mostrare il miglior rapporto segnale-rumore.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ottimizzazione di acquisizione dati<ol>
<li>Zoomando su un singolo picco nel mezzo della gamma massa di interesse, ottimizzare la risoluzione regolando la differenza nelle tensioni di accelerazione (per gli strumenti in questo studio, ciò comporta la regolazione del valore di "IS2"), che è in spettrometro scheda. Nota: Questo è più rapidamente ottimizzato variando il valore di IS2 a grandi passi, prendendo nota di cui valore genera la migliore risoluzione (cioè., il più piccolo grande ampiezza di picco a metà intensità massima del segnale) e quindi ottimizzando ulteriormente a piccoli passi di il valore di IS2. In genere, il valore ottimale di IS2 è superiore (più vicino a IS1) per polimeri di massa basse, inferiore e per i polimeri di massa elevati.</li>
		<li>Se lo si desidera, aumentare la risoluzione utilizzando la modalità reflectron. Nota: Modalità Reflectron consente la compensazione delle discrepanze nella velocità iniziale di ioni della stessa m/z forzando gli ioni di velocità più elevati dello stesso valore m/z in un percorso più lungo al rivelatore. Questo aumento nel percorso verso il rivelatore consente gli ioni più lenti dello stesso valore m/z per arrivare al rivelatore simultaneamente, concentrandosi in modo efficace gli ioni per una maggiore risoluzione. Anche se la modalità reflectron in genere migliora la risoluzione del segnale, per campioni con intensità di segnale debole, modalità lineare potrebbe essere necessario al fine di visualizzare i dati.</li>
		<li>Infine, ottimizzare la potenza del laser riducendo la potenza del laser più bassa possibile mentre ancora generando un ragionevole rapporto segnale-rumore (ad es., segnale di rumore di circa 10). Nota: Perché potenze laser superiori generalmente riducono la risoluzione e possono indurre la frammentazione, spettri di massa con migliore qualità vengono acquisiti utilizzando la potenza del laser ridotta ma un maggior numero di scansioni.</li>
		<li>Una volta ottimizzati i parametri di acquisizione, è possibile salvare gli spettri di massa non calibrati selezionando il File e quindi Salvare lo spettro di File come. Per calibrazione esterna, una nuova acquisizione del calibratore sotto questi parametri identici, ottimizzati deve essere eseguito prima che inizi una nuova acquisizione per generare lo spettro di massa calibrato dell'analita.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. MALDI calibrazione
<ol><li>Acquisizione di spettro di massa di calibrazione<ol>
<li>Utilizzando i parametri di acquisizione già ottimizzati per l'analita, acquisire uno spettro di massa ottimizzato del campione di massa standard. Nota: Idealmente, il set di calibrazione dovrebbe includere uno standard sopra la gamma di interesse, uno sotto e almeno uno nell'intervallo di interesse. La precisione della taratura è meglio se tutti i parametri di acquisizione sono identici per entrambi i campioni.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Creare un file di calibrazione<ol>
<li>Assicurarsi che qualsiasi calibrazione esistente viene annullata o in grado di essere sovrascritti premendo Invalidare calibrazione sotto lo spettrometro tab.</li>
		<li>Utilizzando gli stessi parametri di acquisizione (ad es., laser di potenza, tensione IS2), spostare il laser verso il pozzo di campione contenente il calibratore (ad es., Dendrimero standard, peptide) selezionando il corrispondente bene con il cursore e acquisire una spettro premendo Start.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Una volta acquisita sufficiente segnale, premere il tasto Start per terminare l'acquisizione dei dati.</li>
	<li>Una volta che uno spettro di massa del calibratore è stato acquisito, selezionare il menu a discesa Elenco di controllo di massa nella scheda calibrazione che corrisponde a quella standard di calibrazione. L'elenco di controllo di massa appropriato avrà le masse di riferimento del calibratore selezionato con il catione appropriato. Nota: Questi dovrebbero essere disponibili direttamente dall'offerente calibratore e assicurarsi di utilizzare i valori di massa monoisotopic quando risoluzione isotopica è realizzata (ad es., modalità di reflector sotto m/z = 5000), e una massa media i valori quando risoluzione isotopica non possono essere realizzati (ad esempio, modalità lineare sopra m/z = 5000),</li>
	<li>Prima corrispondenza il picco di riferimento corrispondente ad ogni picco di calibratore selezionato, assicurarsi che un picco appropriato scegliere protocollo viene utilizzato selezionando la scheda elaborazione . Nota: Protocolli di raccolta di picco possono variare in base su risoluzione spettrale. Per un calcolo medio di massa, il software dovrebbe prendere la massa media attraverso tutta la serie di picchi isotopici. Per un calcolo massa monoisotopic, il software dovrebbe essere impostato per calcolare la massa esatta del solo primo picco isotopico.</li>
	<li>Applicare la massa di riferimento dall'elenco di controllo di massa per il segnale corrispondente per lo spettro di massa del calibratore selezionando l'area a sinistra del picco di interesse e quindi facendo clic sulla massa corrispondente nell'elenco di controllo da applicare. Continuare il processo per i picchi di calibratore rimanenti. Nota: Per la calibrazione più accurata e precisa, impiattare i campioni dell'analita e calibratore ravvicinati come possibile destinazione, perché sottili variazioni in altezza della piastra di destinazione possono influenzare la precisione della calibrazione.</li>
	<li>Una volta che la scala di massa per i parametri di acquisizione ottimizzate sono stati calibrati, riacquisire lo spettro dell'analita.</li>
</ol>4. dati analisi e interpretazione
<ol><li>Picco di prelievo<ol>
<li>Aprire lo spettro dell'analita nel software di analisi dati (FlexAnalysis).</li>
		<li>Zoomare su un picco a identificare se risoluzione isotopica è stato realizzato selezionando il pulsante Zoom in intervallo-X .</li>
		<li>Premere massa elenco | Trovare per selezionare vette. Se il picco di monoisotopic viene risolto, è possibile selezionare questo primo picco nella distribuzione isotopica per determinare la sua massa utilizza un protocollo di picco-picking monoisotopic. Se il picco di monoisotopic non viene risolto, utilizzare un picco medio di massa raccolta protocollo e determinare la massa media di tutta la distribuzione isotopica.</li>
		<li>Continuare questo picco raccolta processo per ogni n-mer nella distribuzione polimero.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Calcoli di analisi gruppo polimero caratterizzazione e fine Nota: Se usato correttamente, MALDI-TOF MS può fornire preziosi dati accurati per i calcoli di distribuzione di massa dei polimeri. Si noti che i dati di distribuzione di massa sono accurati solo quando dispersità del campione di polimero è relativamente basso (ad es., circa Đ= 1.3 o qui sotto).<ol>
<li>Calcolare il peso molecolare medio numerico, la massa media per quanto riguarda il numero di moli di ogni frazione di massa, utilizzando la formula: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57174/57174eq2v2.jpg"> dove Nho = numero di molecole di peso molecolare specifico e Mio = il peso molecolare specifico di tali molecole.</li>
		<li>Calcolare il peso molecolare medio di peso, la massa media per quanto riguarda il peso di ogni frazione di massa, utilizzando la formula: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57174/57174eq3v2.jpg"> dove N ho = numero di molecole di peso molecolare specifico e M io = il peso molecolare specifico di tali molecole.</li>
		<li>Una volta che sono stati calcolati sia il Mw e Mn , quantificare l'ampiezza della distribuzione del peso molecolare usando il rapporto Mw/mn che si chiama dispersità, Đ.</li>
		<li>La caratteristica più unica e potente di analisi dei dati di MALDI-TOF MS è la capacità di determinare o confermare i gruppi terminali di omopolimeri. Determinare il gruppo di fine riorganizzando la seguente formula per la massa osservata di un n-mer nello spettro di massa (Mn-mer): Mn-mer = n (MRU ) + MEG1 + MEG2 Mdello ione dove n = grado di polimerizzazione, MEG1 = massa del gruppo α-fine, MEG2 = massa del gruppo ω-fine, MRU = massa dell'unità ripetitiva del polimero, e Mdello ione = massa dello ione che complessi con il polimero.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+high+molecular+weight+cluster+ions+by+electrospray+ionization;+implications+for+mass+calibration.">Generation of high molecular weight cluster ions by electrospray ionization; implications for mass calibration.</a> J. Mass Spectrom. 31, 1314-1316 (1996).</li><li>Xiang, B., Prado, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+accurate+and+clean+calibration+method+for+MALDI-MS.">An accurate and clean calibration method for MALDI-MS.</a> J. Biomol. Tech. 21, 116-119 (2010).</li><li>Li, Y., Hoskins, J. N., Sreerama, S. G., Grayson, S. 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Gli autori hanno interesse finanziario relativo ai calibranti sferica utilizzato in questo studio.

Spettrometria di massa MALDI-TOF è un prezioso strumento analitico per la caratterizzazione dei polimeri a causa della sua capacità di generare ioni polimero nello stato singolarmente caricato e con frammentazione minima. Questa tecnica di ionizzazione soft utilizza impulsi laser corti per desorbimento campioni allo stato solido dell'analita polimero incorporati in una matrice composta per generare ioni di polimero in fase gassosa. Le macromolecole sono in genere ionizzate di complessazione con i cationi che vengono aggiunti alla matrice per consentire la loro analisi mediante spettrometria di massa. Questi ioni macromolecolari quindi vengono accelerati da una tensione di estrazione per portarli nell'area di campo-libero del tubo di volo che può consentire loro m/z deve essere determinato basato sul loro tempo di volo tra la sorgente di ioni e il rivelatore5 , 32.
Rispetto ad altre tecniche di caratterizzazione di polimeri, qualità di spettri MALDI-TOF MS è fortemente dipendente da parametri di acquisizione dati e preparazione del campione. Anche se non c'è alcuna formula set per la preparazione del campione, comprendere la funzione di ogni componente della preparazione del campione consente più rapida ottimizzazione empirica. Il fattore più importante nella preparazione del campione MALDI è selezione della matrice poiché compatibilità della matrice con l'analita di polimero è fondamentale per permettendo matrice eccitato generare singoli, desorbiti macromolecole in un stato ionizzato5, 15,17,19. Dopo aver selezionati gli agenti di matrix e cationizzazione adatti, il corretto rapporto dell'analita, di matrice e di cationizzazione agente deve essere determinato. Ciò sarà possibile empiricamente creando una griglia bidimensionale di campioni (Figura 1) sulla piastra bersaglio MALDI-TOF MS (Figura 2) con l'aumento di concentrazione di matrice su un asse e aumentando la concentrazione di sostanza di cationizzazione sul altri.
Simile alla preparazione del campione MALDI, non c'è nessuna formula fissa per la determinazione dei parametri di acquisizione dati; Tuttavia, certe tendenze dovrebbero essere considerate per accelerare ottimizzazione spettrale. Modalità reflectron, che aumenta la risoluzione, ma diminuisce il segnale complessivo, viene in genere scelto per gamme più basse di massa (in questi esempi, seguito Da 4.000) dove si può ottenere una risoluzione isotopica. In questi casi, i calcoli di massa monoisotopic e picco raccolta metodi sono stati usati. Per campioni di polimero con masse sopra Da 4.000, modalità lineare è stato usato con i calcoli di massa medio e picco metodi di prelievo. Per migliorare la risoluzione del segnale, le tensioni di origine dello ione devono essere regolate in piccoli incrementi con la tendenza generale dei polimeri di massa più grandi con maggiore tensione differenziale (IS1 contro IS2).
Po ottimizzato preparazione del campione e acquisizione parametri in grado di fornire precisione, accuratezza di massa può essere raggiunto solo attraverso taratura efficace. Il tempo di volo per una data massa può variare leggermente rispetto ai parametri di acquisizione variabile e piastra anche posizioni, pertanto una taratura dovrebbe essere effettuata per ogni set di parametri di acquisizione ottimizzate per ottenere massa accurata determinazioni5,30. Una volta che sono stati ottimizzati i parametri di acquisizione e preparazione dei campioni, gli spettri devono essere tarati usando queste stesse condizioni esatte.
A causa dell'eccezionale risoluzione e accuratezza di massa osservata negli spettri di massa MALDI-TOF ottimizzati dei polimeri, questa tecnica è diventata un valido strumento gratuito per la determinazione dei dati di distribuzione di massa di polimero. Tuttavia, la capacità di risolvere le singole unità di ripetizione all'interno della distribuzione di massa di polimero fornisce un vantaggio particolare per l'analisi di gruppo fine relativo altro polimero tecniche di caratterizzazione come la cromatografia a permeazione di gel (GPC) e nucleare risonanza magnetica (NMR). Questo è particolarmente utile per determinare la fedeltà delle reazioni di funzionalizzazione gruppo fine e la natura quantitativa delle reazioni di fine gruppo coniugazioni. Questo manoscritto ha dimostrato la capacità di risolvere la massa dell'unità di ripetizione di singoli polimero con fino a due punti decimali di accuratezza di massa, consentendo la conferma delle modifiche gruppo fine con un elevato livello di fiducia. Con i notevoli progressi che sono stati fatti recentemente nel campo della sintesi del polimero di precisione, MALDI-TOF MS sta diventando uno strumento sempre più importante per determinare la struttura macromolecolare e funzionalità.

Con i miglioramenti nella vita di tecniche di polimerizzazione, polimeri di precisione con gruppi terminali quantitativamente funzionalizzati sono sempre più disponibili1. Lo sviluppo simultaneo di azide-alchino e thiolene fare clic su componenti chimici ha permesso l'accoppiamento quasi quantitativa delle macromolecole di altre parti, fornendo accesso a una gamma di materiali ibridi2,,3,4 . Tuttavia, sono necessarie tecniche analitiche precisi per caratterizzare i materiali e i prodotti di queste reazioni di coniugazione di polimero partenza. Tempo di desorbimento/ionizzazione laser assistito da matrice volo della spettrometria di massa (MALDI-TOF MS) è una tecnica analitica di ionizzazione morbida prezioso per la caratterizzazione di polimeri perché può generare ioni di polimero in uno stato di singola carica con il minimo frammentazione5,6. MALDI-TOF MS ha importanti vantaggi su altri metodi di caratterizzazione dei polimeri convenzionali perché può fornire spettri di massa con risoluzione del n-mers individuali all'interno della distribuzione di massa di polimero. Di conseguenza, tali spettri di massa può fornire informazioni precise circa il peso molecolare medio, ripetere unità di massa e peso molecolare dispersità7, che a sua volta può delucidare concorrenti meccanismi di polimerizzazione come trasferimento di catena8 . Tuttavia, MALDI-TOF MS è particolarmente potente a fornire informazioni su polimero fine gruppi9,10, che può essere utilizzato per confermare la fine gruppo modifiche10,11 e altri trasformazioni12 come polimero cyclizations11,13. Altrettanto importante, la relativamente piccola quantità di analita (sub-microgrammi) necessaria per la spettrometria di massa analisi rende questa tecnica utile per la caratterizzazione quando siano disponibili solo traccia quantità di materiale.
L'analisi MALDI-TOF MS Polimeri può essere diviso in quattro distinte fasi: preparazione, calibrazione dello strumento, spettrale acquisizione e analisi dei dati di esempio. Preparazione del campione è il passo più essenziale per la generazione ottimizzata di spettri di massa MALDI-TOF e si verifica prima che il campione è stato introdotto in strumento14,15. La selezione di una matrice appropriata con parametri di solubilità simili come il polimero dell'analita è fondamentale per ottenere spettri di massa MALDI-TOF di alta qualità e linee guida per la selezione della matrice sono state segnalate altrove14,15, 16,17. Un database di polimero MALDI "ricette" per la preparazione del campione è stato anche pubblicato online18. Per i nuovi polimeri, selezione della matrice può essere affrontato prima comprendere la solubilità del polimero e selezionando una matrice con simili solubilità parametri14,19. Polimeri con affinità protonica alta possono essere protonata dalla maggior parte delle matrici14 (che spesso contengono gruppi carbossilici), ma per altri polimeri, un agente di cationizzazione è richiesto14. Ioni alcalini adducono bene con ossigeno-contenere specie (ad es. poliesteri e polieteri), mentre gli idrocarburi insaturi (es. polistirolo) addotto con metalli di transizione quali gli ioni argento e rame14, 19. perché i campioni di polimero in questo esperimento contenevano atomi di ossigeno nella spina dorsale, sodio o potassio trifluoroacetato (TFA) sono stati usati come l'agente di cationizzazione. Dopo aver selezionati gli agenti di matrix e cationizzazione, le proporzioni relative di analita, agente cationico e matrice devono essere attentamente ottimizzate per garantire alto segnale/disturbo. In questa procedura, i parametri per la preparazione del campione sono già stati ottimizzati, tuttavia una procedura di ottimizzazione empirica campione (passo 1.4.1., Figura 1) che varia sistematicamente le concentrazioni dei tre componenti (analita, cazione e matrice) è efficace per la rapida determinazione loro rapporti ottimali.
Acquisizione dati richiede anche l'ottimizzazione di un numero di parametri. I parametri più importanti includono la modalità ioni positivi o negativi dello spettrometro, la modalità di funzionamento dello strumento (lineare rispetto al riflettore), la tensione di accelerazione e il tempo di ritardo di estrazione. Un altro modo che la risoluzione può essere aumentata è attraverso l'utilizzo di "reflectron" modalità20,21,22,23. Modalità reflectron essenzialmente raddoppia la traiettoria di volo degli ioni al rilevatore riflettendo gli ioni all'estremità del tubo di volo indietro verso un rilevatore nei pressi della sorgente mentre rifocalizzazione ioni con diversi momenti, e quindi aumentando la risoluzione però diminuendo la potenza del segnale. Inoltre, gli spettri ad alta risoluzione più alti ottenibile facendo diminuire la potenza del laser che riduce al minimo il rapporto segnale-rumore facendo diminuire il numero e l'energia delle collisioni e quindi riducendo la frammentazione e la disomogeneità cinetica24. Sintonizzando tutti questi parametri, gli ioni possono essere focalizzati per minimizzare l'effetto di eventuali disomogeneità nella posizione iniziale o la velocità che si verifica durante il processo di desorbimento laser. Quando i parametri di acquisizione sono ottimizzati, isotopici risoluzione spesso possa essere raggiunti per ioni con masse superiori a 10.000 Da, anche se questo dipende anche la lunghezza del tubo di volo e il design dello strumento. Più organici composti che contengono almeno un eteroatomo sono inclini a complessante con cationi alcalini quali litio, sodio e potassio. Molti dei metalli dell'alcali sono monoisotopes o degli isotopi limitati e pertanto non amplino la distribuzione.
Mentre i parametri dello strumento possono essere regolati per ottimizzare la precisione di dati, precisione dei dati avviene solo con un' appropriata calibrazione11. Proteine e peptidi erano originariamente utilizzati come calibranti grazie alla loro monodispersity e disponibilità, ma soffrono di stabilità variabile e la prevalenza di impurità25. Alternative più conveniente e stabile hanno incluso i cluster inorganici e polidispersi polimeri26,27,28,29. Purtroppo, queste funzionalità alternative disperdere le masse, che complicano le assegnazioni di massa, come pure le più piccole masse in generale, che li rende utili solo per tarature riportate Da 10.000. Per combattere questi problemi, Grayson et al. 25 ha sviluppato un sistema di calibrazione di MS Dendrimero-based, poliestere monodispersi, che vanta sia vasta matrice e solvente compatibilità, stabilità di durata (> 8 anni) e minor costo di produzione. Basato sui punti di forza di questo sistema, è stato selezionato come il calibratore per questi esperimenti.
Ci sono due tipi principali di calibrazione: interne ed esterne30. Effettuare la calibrazione esternamente, standard con le masse che staffa che dell'analita sono disposto sul piatto di destinazione MALDI in un campione diverso rispetto l'analita per generare uno spettro di massa separato da cui può essere generato un file di calibrazione. D'altra parte, una maggiore precisione può essere realizzata spesso con una calibrazione interna, che coinvolge il calibratore di miscelazione con l'analita per ottenere uno spettro ibrido con segnali calibratore sia dell'analita. Nella procedura descritta di seguito, è stata implementata una calibrazione esterna. Dopo la corretta calibrazione della bilancia massa, dati di massa accurati analita possono essere acquisiti. Per garantire la più accurata calibrazione, è importante che l'acquisizione dei dati si verifica subito dopo la calibrazione.
Infine, una volta calibrato l'ottimizzata, insiemi di dati sono stati acquisiti e i dati sono stati analizzati per fornire informazioni strutturali sui campioni di polimero. La spaziatura tra n-mers all'interno della distribuzione di polimeri in grado di fornire misure accurate dell'unità ripetitiva massa. Il peso molecolare medio numerico (Mn) e altri calcoli di distribuzione di massa (ad es., Mw (peso molecolare medio ponderale) e Đ (dispersità)) può essere determinata anche dalla distribuzione segnale nel (spettri di massa fase 4.2 per i calcoli). Forse in modo più univoco, nel caso di omopolimeri, la somma delle masse di gruppo fine può essere confermata determinando l'offset della distribuzione polimero per quanto riguarda la massa delle unità ripetuta da solo. Gli spettri di massa MALDI-TOF ricco di informazioni forniscono dati di caratterizzazione prezioso che sono complementari alle più tradizionali tecniche di caratterizzazione di polimeri come cromatografia di esclusione di formato, spettroscopia infrarossa-trasformata di Fourier, e risonanza magnetica nucleare.

<table><tbody><tr><td>polyoxyethylene bis(azide) (Mn=2000)</td><td>MilliporeSigma (Aldrich)</td><td>689696</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/689696?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>poly(ethylene glycol) 2-amino-ethyl ether acetic acid (Mn= 5000)</td><td>MilliporeSigma (Aldrich)</td><td>757918</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/757918?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>poly(L-lactide), thiol terminated (Mn=2500)</td><td>MilliporeSigma (Aldrich)</td><td>747386</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/747386?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>SpheriCal&amp;reg;&amp;nbsp; peptide low</td><td>MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td><td>PFS20</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs20?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>SpheriCal&amp;reg;&amp;nbsp; peptide medium</td><td>MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td><td>PFS21</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs21?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>SpheriCal&amp;reg;&amp;nbsp; peptide high</td><td>MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td><td>PFS22</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs22?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>2,4 dinitrofluorobenzene</td><td>TCI</td><td>A5512</td><td></td></tr><tr><td>maleimide</td><td>MilliporeSigma (Aldrich)</td><td>129585</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/129585?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>1-ethynylfluorobenzene&amp;nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>766-98-3</td><td></td></tr><tr><td>triethylamine</td><td>MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td><td>471283</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/471283?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>N,N,N&#039;,N&quot;,N&quot;-pentamethyldiethylenetriamine</td><td>MilliporeSigma (Aldrich)</td><td>369497</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/369497?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>Copper(I)Bromide</td><td>MilliporeSigma (Aldrich)</td><td>254185</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/254185?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>glacial acetic acid</td><td>Fisher Scientific</td><td>A38212</td><td></td></tr><tr><td>sodium metabisulfite</td><td>MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td><td>13459</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/13459?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>potassium trifluoroacetate</td><td>MilliporeSigma (Aldrich)</td><td>281883</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/281883?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>trans-2-[3-(tert-butylphenyl)-2-methyl-2-properylidene]malononitrile</td><td>MilliporeSigma (Aldrich)</td><td>727881</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/727881?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>a-cyano-4-hydroxycinnamic acid</td><td>MilliporeSigma (Sigma)</td><td>C8982</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/c8982?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>tetrahydrofuran</td><td>Fisher Scientific</td><td>T425-1</td><td></td></tr><tr><td>dichloromethane</td><td>VWR Analytical</td><td>BDH1113-4LG</td><td></td></tr></tbody></table>

characterization of synthetic polymers via matrix assisted laser desorption ionization time of flight (maldi-tof) mass spectrometry

Ci sono molte tecniche che possono essere impiegati nella caratterizzazione di omopolimeri sintetici, ma pochi forniscono utili informazioni per l'analisi di gruppo fine come tempo di ionizzazione matrix-assisted laser desorption volo della spettrometria di massa (MALDI-TOF MS). Questo tutorial illustra i metodi per l'ottimizzazione della preparazione del campione, acquisizione spettrale, e analisi dei dati dei polimeri sintetici utilizzando i parametri critici di MALDI-TOF MS. durante la preparazione del campione includono la selezione della matrice, identificazione di un sale di cationizzazione appropriato e messa a punto le proporzioni relative di matrice, catione e analita. I parametri di acquisizione, ad esempio la modalità (lineare o riflettore), polarizzazione (positivo o negativo), tensione di accelerazione e tempo di ritardo, sono anche importanti. Dato qualche conoscenza della chimica coinvolta sintetizzare il polimero e ottimizzando i parametri di acquisizione di dati e le condizioni di preparazione del campione, spettri dovrebbero essere ottenuti con sufficiente risoluzione e accuratezza di massa per consentire l'inequivocabile determinazione dei gruppi fine della maggior parte omopolimeri (masse inferiori a 10.000) oltre all'unità di ripetizione di massa e la distribuzione di peso molecolare complessiva. Anche se ha dimostrato su un insieme limitato di polimeri, queste tecniche generali sono applicabili a una più vasta gamma di polimeri sintetici per determinare la distribuzione di massa, anche se fine gruppo determinazione è possibile solo per gli omopolimeri con strette dispersità.

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Characterization of Synthetic Polymers via Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight MALDI-TOF Mass Spectrometry

Un protocollo per la volta di ionizzazione matrix-assisted laser desorption di caratterizzazione di spettrometria di massa (MALDI-TOF MS) dei polimeri sintetici è descritto compreso l'ottimizzazione dell'acquisizione spettrale, preparazione del campione e l'analisi dei dati di volo.

Caratterizzazione di polimeri sintetici tramite matrice assistita Laser desorbimento ionizzazione tempo di spettrometria di massa (MALDI-TOF) di volo

There are many techniques that can be employed in the characterization of synthetic homopolymers, but few provide as useful of information for end group ...

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Characterization of Synthetic Polymers via Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight (MALDI-TOF) Mass Spectrometry

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24.9K Views.  Tulane University. Un protocollo per la volta di ionizzazione matrix-assisted laser desorption di caratterizzazione di spettrometria di massa (MALDI-TOF MS) dei polimeri sintetici è descritto compreso l'ottimizzazione dell'acquisizione spettrale, preparazione del campione e l'analisi dei dati di volo.

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Improved Polymerase Chain Reaction-restriction Fragment Length Polymorphism Genotyping of Toxic Pufferfish by Liquid Chromatography/Mass Spectrometry

An improved version of a polymerase chain reaction (PCR)-restriction fragment length polymorphism (RFLP) method for genotyping toxic pufferfish species by liquid chromatography/electrospray ionization mass spectrometry (LC/ESI-MS) is described. DNA extraction is carried out using a silica membrane-based DNA extraction kit. After the PCR amplification using a detergent-free PCR buffer, restriction enzymes are added to the solution without purifying the reaction solution. A reverse-phase silica monolith column and a Fourier transform high resolution mass spectrometer having a modified Kingdon trap analyzer are employed for separation and detection, respectively. The mobile phase, consisting of 400 mM 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol, 15 mM triethylamine (pH 7.9) and methanol, is delivered at a flow rate of 0.4 ml/min. The cycle time for LC/ESI-MS analysis is 8 min including equilibration of the column. Deconvolution software having an isotope distribution model of the oligonucleotide is used to calculate the corresponding monoisotopic mass from the mass spectrum. For analysis of oligonucleotides (range 26-79 nucleotides), mass accuracy was 0.62 &#177; 0.74 ppm (n = 280) and excellent accuracy and precision were sustained for 180 hr without use of a lock mass standard.

An improved polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism method for genotyping pufferfish species by liquid chromatography/mass spectrometry is described. A reverse-phase silica monolith column is employed for separating digested amplicons. This method can elucidate the monoisotopic masses of oligonucleotides, which is useful for identifying base composition.

Migliorata la Polymerase Chain Reaction-restrizione frammento lunghezza polimorfismo genotipizzazione di Pufferfish Tossico per cromatografia liquida / spettrometria di massa

An improved version of a polymerase chain reaction (PCR)-restriction fragment length polymorphism (RFLP) method for genotyping toxic pufferfish species by ...

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Genetica

Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight (MALDI-TOF) Mass Spectrometric Analysis of Intact Proteins Larger than 100 kDa

Effectively determining masses of proteins is critical to many biological studies (e.g. for structural biology investigations). Accurate mass determination allows one to evaluate the correctness of protein primary sequences, the presence of mutations and/or post-translational modifications, the possible protein degradation, the sample homogeneity, and the degree of isotope incorporation in case of labelling (e.g. 13C labelling).
Electrospray ionization (ESI) mass spectrometry (MS) is widely used for mass determination of denatured proteins, but its efficiency is affected by the composition of the sample buffer. In particular, the presence of salts, detergents, and contaminants severely undermines the effectiveness of protein analysis by ESI-MS. Matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) MS is an attractive alternative, due to its salt tolerance and the simplicity of data acquisition and interpretation. Moreover, the mass determination of large heterogeneous proteins (bigger than 100 kDa) is easier by MALDI-MS due to the absence of overlapping high charge state distributions which are present in ESI spectra.
Here we present an accessible approach for analyzing proteins larger than 100 kDa by MALDI-time of flight (TOF). We illustrate the advantages of using a mixture of two matrices (i.e. 2,5-dihydroxybenzoic acid and &#945;-cyano-4-hydroxycinnamic acid) and the utility of the thin layer method as approach for sample deposition. We also discuss the critical role of the matrix and solvent purity, of the standards used for calibration, of the laser energy, and of the acquisition time. Overall, we provide information necessary to a novice for analyzing intact proteins larger than 100 kDa by MALDI-MS.

Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight MALDI-TOF Mass Spectrometric Analysis of Intact Proteins Larger than 100 kDa

Accurate mass measurement represents an important step during the investigation of proteins. Matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) mass spectrometry (MS) can be used for such determination and its key advantage is the tolerance to salts, detergents and contaminants. Here we illustrate an accessible approach for the analysis of proteins larger than 100 kDa by MALDI-MS.

Matrix-assisted laser di desorbimento / ionizzazione Time of Flight (MALDI-TOF) Massa spettrometrica Analisi delle proteine ​​intatte grande di 100 kDa

Effectively determining masses of proteins is critical to many biological studies (e.g. for structural biology investigations). Accurate mass ...

Chimica

Low Molecular Weight Protein Enrichment on Mesoporous Silica Thin Films for Biomarker Discovery

The identification of circulating biomarkers holds great potential for non invasive approaches in early diagnosis and prognosis, as well as for the monitoring of therapeutic efficiency.1-3 The circulating low molecular weight proteome (LMWP) composed of small proteins shed from tissues and cells or peptide fragments derived from the proteolytic degradation of larger proteins, has been associated with the pathological condition in patients and likely reflects the state of disease.4,5 Despite these potential clinical applications, the use of Mass Spectrometry (MS) to profile the LMWP from biological fluids has proven to be very challenging due to the large dynamic range of protein and peptide concentrations in serum.6 Without sample pre-treatment, some of the more highly abundant proteins obscure the detection of low-abundance species in serum/plasma. Current proteomic-based approaches, such as two-dimensional polyacrylamide gel-electrophoresis (2D-PAGE) and shotgun proteomics methods are labor-intensive, low throughput and offer limited suitability for clinical applications.7-9 Therefore, a more effective strategy is needed to isolate LMWP from blood and allow the high throughput screening of clinical samples. 
Here, we present a fast, efficient and reliable multi-fractionation system based on mesoporous silica chips to specifically target and enrich LMWP.10,11 Mesoporous silica (MPS) thin films with tunable features at the nanoscale were fabricated using the triblock copolymer template pathway. Using different polymer templates and polymer concentrations in the precursor solution, various pore size distributions, pore structures, connectivity and surface properties were determined and applied for selective recovery of low mass proteins. The selective parsing of the enriched peptides into different subclasses according to their physicochemical properties will enhance the efficiency of recovery and detection of low abundance species. In combination with mass spectrometry and statistic analysis, we demonstrated the correlation between the nanophase characteristics of the mesoporous silica thin films and the specificity and efficacy of low mass proteome harvesting. The results presented herein reveal the potential of the nanotechnology-based technology to provide a powerful alternative to conventional methods for LMWP harvesting from complex biological fluids. Because of the ability to tune the material properties, the capability for low-cost production, the simplicity and rapidity of sample collection, and the greatly reduced sample requirements for analysis, this novel nanotechnology will substantially impact the field of proteomic biomarker research and clinical proteomic assessment.

We developed a technology based on mesoporous silica thin film for the selective recovery of low molecular weight proteins and peptides from human serum. The physico-chemical properties of our mesoporous chips were finely tuned to provide substantial control in peptide enrichment and consequently profile the serum proteome for diagnostic purposes.

Basso Peso Molecolare proteina di arricchimento sul film sottili di silice mesoporosi per la scoperta di biomarcatori

The identification of circulating biomarkers holds great potential for non invasive approaches in early diagnosis and prognosis, as well as for the ...

Bioingegneria

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 ...

Using a Cyclic Ion Mobility Spectrometer for Tandem Ion Mobility Experiments

Accurate characterization of chemical structures is important to understand their underlying biological mechanisms and functional properties. Mass spectrometry (MS) is a popular tool but is not always sufficient to completely unveil all structural features. For example, although carbohydrates are biologically relevant, their characterization is complicated by numerous levels of isomerism. Ion mobility spectrometry (IMS) is an interesting complement because it is sensitive to ion conformations and, thus, to isomerism. 
Furthermore, recent advances have significantly improved the technique: the last generation of Cyclic IMS instruments offers additional capabilities compared to linear IMS instruments, such as an increased resolving power or the possibility to perform tandem ion mobility (IMS/IMS) experiments. During IMS/IMS, an ion is selected based on its ion mobility, fragmented, and reanalyzed to obtain ion mobility information about its fragments. Recent work showed that the mobility profiles of the fragments contained in such IMS/IMS data can act as a fingerprint of a particular glycan and can be used in a molecular networking strategy to organize glycomics datasets in a structurally relevant way. 
The goal of this protocol is thus to describe how to generate IMS/IMS data, from sample preparation to the final Collision Cross Section (CCS) calibration of the ion mobility dimension that yields reproducible spectra. Taking the example of one representative glycan, this protocol will show how to build an IMS/IMS control sequence on a Cyclic IMS instrument, how to account for this control sequence to translate IMS arrival time into drift time (i.e., the effective separation time applied to the ions), and how to extract the relevant mobility information from the raw data. This protocol is designed to clearly explain the critical points of an IMS/IMS experiment and thus help new Cyclic IMS users perform straightforward and reproducible acquisitions.

Ion mobility spectrometry (IMS) is an interesting complement to mass spectrometry for the characterization of biomolecules, notably because it is sensitive to isomerism. This protocol describes a tandem IMS (IMS/IMS) experiment, which allows the isolation of a molecule and the generation of the mobility profiles of its fragments.

Utilizzo di uno spettrometro ciclico per la mobilità ionica per esperimenti di mobilità ionica tandem

Accurate characterization of chemical structures is important to understand their underlying biological mechanisms and functional properties. Mass ...

Dithranol as a Matrix for Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization Imaging on a Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometer

Mass spectrometry imaging (MSI) determines the spatial localization and distribution patterns of compounds on the surface of a tissue section, mainly using MALDI (matrix&#160;assisted laser desorption/ionization)-based analytical techniques. New matrices for small-molecule MSI, which can improve the analysis of low-molecular weight (MW) compounds, are needed. These matrices should provide increased analyte signals while decreasing MALDI background signals. In addition, the use of ultrahigh-resolution instruments, such as Fourier transform ion cyclotron resonance (FTICR) mass spectrometers, has&#160;the ability to resolve analyte signals from matrix signals, and this can partially overcome many problems associated with the background originating from the MALDI matrix. The reduction in the intensities of the metastable matrix clusters by FTICR MS can also help to overcome some of the interferences associated with matrix peaks on other instruments. High-resolution instruments such as the FTICR mass spectrometers are advantageous as they can produce distribution patterns of many compounds simultaneously while still providing confidence in chemical identifications. Dithranol (DT; 1,8-dihydroxy-9,10-dihydroanthracen-9-one) has previously been reported as a MALDI matrix for tissue imaging. In this work, a protocol for the use of DT for MALDI imaging of endogenous lipids from the surfaces of mammalian tissue sections, by positive-ion MALDI-MS, on an ultrahigh-resolution hybrid quadrupole FTICR instrument has been provided.

Dithranol (DT; 1,8-dihydroxy-9,10-dihydroanthracen-9-one) has previously been reported as a MALDI matrix for tissue imaging of small molecules; protocols for the use of DT for the MALDI imaging of endogenous lipids on the surface of tissue sections&#160;by positive-ion MALDI-MS on an ultrahigh-resolution quadrupole-FTICR instrument are provided here.

Dithranol come Matrix Assisted Laser per Matrix desorbimento / ionizzazione Imaging su una trasformata di Fourier Ionorisonanza Ciclotronica Mass Spectrometer

Mass spectrometry imaging (MSI) determines the spatial localization and distribution patterns of compounds on the surface of a tissue section, mainly ...

Biologia

MALDI-Mass Spectrometric Imaging for the Investigation of Metabolites in Medicago truncatula Root Nodules

Most techniques used to study small molecules, such as pharmaceutical drugs or endogenous metabolites, employ tissue extracts which require the homogenization of the tissue of interest that could potentially cause changes in the metabolic pathways being studied1. Mass spectrometric imaging (MSI) is a powerful analytical tool that can provide spatial information of analytes within intact slices of biological tissue samples1-5. This technique has been used extensively to study various types of compounds including proteins, peptides, lipids, and small molecules such as endogenous metabolites. With matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI)-MSI, spatial distributions of multiple metabolites can be simultaneously detected. Herein, a method developed specifically for conducting untargeted metabolomics MSI experiments on legume roots and root nodules is presented which could reveal insights into the biological processes taking place. The method presented here shows a typical MSI workflow, from sample preparation to image acquisition, and focuses on the matrix application step, demonstrating several matrix application techniques that are useful for detecting small molecules. Once the MS images are generated, the analysis and identification of metabolites of interest is discussed and demonstrated. The standard workflow presented here can be easily modified for different tissue types, molecular species, and instrumentation.

MALDI-Mass Spectrometric Imaging for the Investigation of Metabolites in Medicago truncatula Root Nodules

Mass spectrometric imaging (MSI) is a powerful tool that can be used to discover and identify various chemical species in intact tissues, preserving the compounds in their native environments, which can provide new insights into biological processes. Herein a MSI method developed for the analysis of small molecules is described.&#160;

MALDI-Mass spettrometria di imaging per le inchieste sui metaboliti in<em&gt; Medicago truncatula</em&gt; Root noduli

Most techniques used to study small molecules, such as pharmaceutical drugs or endogenous metabolites, employ tissue extracts which require the ...

Introduction to Mass Spectrometry

Source: Laboratory of Dr. Khuloud Al-Jamal - King&#39;s College London

Mass spectrometry is an analytical chemistry technique that enables the identification of unknown compounds within a sample, the quantification of known materials, the determination of the structure, and chemical properties of different molecules.
A mass spectrometer is composed of an ionization source, an analyzer,&#160;and a detector. The process involves the ionization of chemical compounds to generate ions. When using inductively coupled plasma (ICP), samples containing elements of interest are introduced into argon plasma as aerosol droplets. The plasma dries the aerosol, dissociates the molecules, and then removes an electron from the components to be detected by the mass spectrometer. Other ionization methods such as electrospray ionization (ESI) and matrix assisted laser desorption ionization (MALDI) are used to analyze biological samples. Following the ionization procedure, ions are separated in the mass spectrometer according to their mass-to-charge ratio (m/z), and the relative abundance of each ion type is measured. Finally, the detector commonly consists in an electron multiplier where the collision of ions with a charged anode leads to a cascade of increasing number of electrons, which can be detected by an electrical circuit connected to a computer.
In this video, the procedure of ICP-MS analysis will be described by the detection of 56Fe as an example.

Mass Spectrometer: Principle, Operation, Applications

Introduzione alla spettrometria di massa

Source: Laboratory of Dr. Khuloud Al-Jamal - King&#39;s College London

Mass spectrometry is an analytical chemistry technique that enables the ...

Didattica

JoVE Science Education

Chimica analitica

Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization (MALDI)

Matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) is a powerful analytical technique used in mass spectrometry. It enables the identification and characterization of various biomolecules, including proteins, peptides, nucleic acids, and carbohydrates. MALDI spectrometry is widely employed in biological and medical research, as well as in fields like pharmacology and biochemistry.
The analyte of interest, a biomolecule or a mixture of biomolecules, is mixed with a suitable matrix material. The matrix is usually an organic compound, such as a small organic acid or a crystalline substance, that facilitates ionization. This analyte-matrix mixture is then deposited onto a target surface, inserted into the mass spectrometer, and dried. During drying, the matrix forms small crystals that incorporate the analyte molecules within their structure.
Once the sample is prepared, a pulsed laser is directed onto the target surface. The matrix molecules absorb the laser beam energy, causing them to heat up and vaporize rapidly. This process is known as laser desorption. As the matrix molecules vaporize, they carry the embedded analyte molecules. The vaporized analyte molecules become ionized through a process called proton transfer. The proton transfer occurs between the matrix and the analyte molecule. The matrix molecule donates a proton to the analyte molecule, resulting in the formation of protonated ions. The analyte ions are then accelerated by an electric field and further separated based on their mass-to-charge ratio in a time-of-flight mass analyzer.
The mass spectrum obtained from MALDI spectrometry provides valuable information about the mass and relative abundance of the analyzed biomolecules.

Matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) is a powerful analytical technique used in mass spectrometry. It enables the identification and ...

Caratterizzazione di polimeri sintetici tramite matrice assistita Laser desorbimento ionizzazione tempo di spettrometria di massa (MALDI-TOF) di volo

Riepilogo

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Capitoli in questo video

Migliorata la Polymerase Chain Reaction-restrizione frammento lunghezza polimorfismo genotipizzazione di Pufferfish Tossico per cromatografia liquida / spettrometria di massa

Matrix-assisted laser di desorbimento / ionizzazione Time of Flight (MALDI-TOF) Massa spettrometrica Analisi delle proteine intatte grande di 100 kDa

Basso Peso Molecolare proteina di arricchimento sul film sottili di silice mesoporosi per la scoperta di biomarcatori

Sintesi e analisi di spettrometria di massa di Oligo-peptoids

Utilizzo di uno spettrometro ciclico per la mobilità ionica per esperimenti di mobilità ionica tandem

Dithranol come Matrix Assisted Laser per Matrix desorbimento / ionizzazione Imaging su una trasformata di Fourier Ionorisonanza Ciclotronica Mass Spectrometer

MALDI-Mass spettrometria di imaging per le inchieste sui metaboliti in

Introduzione alla spettrometria di massa

Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization (MALDI)

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