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.

1試料の調製<ol><li>質量分析計へ輸送し、サンプルを転送するためのフランジ（ 図1）を用いてカスタムメイドのロック可能な試験管を使用してください。サンプルを充填する前に、複数のマニホールドシュレンクラインに取り付けられたロック可能な試験管を排気し、ヒートガンで加熱して残留水を除去。乾燥アルゴンで試験管をベントし、再び真空排気、加熱しながら。 </li><li>液体窒素で満たされたコールドトラップにロック可能な試験管浸し（注意：液体窒素を使用する際は注意してください）​​。シュレンクラインのマニホールドに取り付けられた試料容器から試験管にサンプルを凝縮、試験管の上にロックだけでなく、マニホールドを閉じ、窒素浴からロックされた試験管を削除します。質量分析法は非常に敏感であるように、少量で十分である。分析物のほとんどは、分析中にロック可能な試験管に残り、更なる実験のために利用可能であろう測定後。 </li></ol><img alt="図1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51858/51858fig1highres.jpg" width="500" /> サンプルの転送に使用される1ロック可能な試験管図。 A）冷たい吸気システムに取り付けるためのフランジ、空気のない条件下での化合物の輸送を可能にするために試験管の（B）テフロンタップ、（C）は、テフロン栓を操作するねじ。 マススペクトルの測定2。 <ol><li> 、測定のサンプリングを調整し、質量分析計（ここでは、今ウォーターズ社、マンチェスター、英国）を使用しているAutospec X（真空発生器の製造業者が提供する指示に従って、質量分析装置を校正する前に。perflourokerosene（PFK）を使用） のm / z 119、10％谷間定義における約2,800の解像度を標準とチューニング質量分析計など。プッシュを削除イオン源からの直接注入口のロッド及び試験管ための外側インタフェースを取り付ける（ 図2）。プッシュロッド先端部の加熱を防止するために、質量分析計の制御ソフトウェアにおける「隔壁」への入口方法を設定する。 </li><li>外側のインターフェイスにサンプルを充填したロック可能な試験管のフランジを接続します。外インタフェースのニードル弁を開いて、入口を避難。排気後、注意深く排気工程を完了するためにイオン源にボールバルブを開く。外インタフェースのニードル弁を閉じます。注意：試験管のテフロンタップは、このステップで閉鎖されなければならない。 </li><li>質量分析装置のソフトウェアに質量測定を開始する。閉鎖ニードル弁と、検体の気相分子は、インタフェースの外側部分に入ることを可能にする、非常に簡単に試験管のテフロンタップを開く。再びテフロンタップを閉じます。 注：TEFLの間のスペースと一緒にインタフェースの外側部分タップとロック可能な試験管のフランジ上に（ 図1および図2（b）を比較）分析中に分析対象ガス貯蔵器として機能します。 </li><li>イオン源の真空計を見ながら慎重にニードル弁を開く。このステップは、分析物分子は、質量分析計のイオン源に入ることを可能にする。真空は、測定中に10 -5ミリバールを下回るべきではありません。 NOTE：良質の分析物の質量スペクトルの揮発性に応じて、約10 -6ミリバールで得られる。サンプルの質量スペクトルは、現在記録されている。通常、ニードル弁を介して機器に漏れサンプル量は数分間質量スペクトルを記録するのに十分である。場合にはイオンの強度は、もう少しより収集時間を可能にするニードルバルブを開くこと、減少させる。は70eVで記録された質量スペクトルの品質が満足でない場合は、質量スペクトルの低い運動エネルギーを用いて記録することができる電子は、 例えば 、20 eVの。 </li></ol><img alt="図2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51858/51858fig2highres.jpg" width="500" /> VG Autospec X. Aのイオン源に取り付けられた空のロック可能な試験管）ロック可能な試験管、（B）試験管間のフランジ接続冷たい入口システムと図2にコールド吸気システム（C）ニードル弁、（D）直接注入口のイオン源、（E）インタフェースへの接続などのシールを有するステンレス鋼板、プッシュロッドのセラミックの先端が見える。 測定後に3。 <ol><li>外インタフェースのニードル弁を閉じます。イオン源にボールバルブを閉じます。ソフトウェアにおける質量スペクトルの取得を停止します。 </li><li>完全にニードルバルブを開いているときに吸気系から立ち退く。ボール間にインタフェースをベントバルブとニードルバルブが閉じられる。インターフェース内の残留サンプル蒸気を除去するために、この工程の間にニードル弁を開き、再びインターフェイスを排気する。少なくとも3倍、この手順を繰り返します。 </li><li>インターフェイスからロック可能な試験管を取り外します。次のサンプルを続行するか、イオン源のフランジから外側のインターフェイスを削除し、プッシュロッドと交換してください。 </li></ol>

<ol>
	<li>Field, F. H., Franklin, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electron Impact phenomena and the Properties of Gaseous Ions Revised Edition. , (1957).</li><li>Schaeffer, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Improved+Mass+Spectrometer+Ion+Source.">An Improved Mass Spectrometer Ion Source.</a> Rev. Sci. Instrum. 25, 660-662 (1954).</li><li>Yamashita, M., Fenn, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospray+Ion+Source+-+Another+Variation+of+the+Free-Jet+Theme.">Electrospray Ion Source - Another Variation of the Free-Jet Theme.</a> J. Phys. Chem. 88, 4451-4459 (1984).</li><li>Lubben, A. T., McIndoe, J. S., Weller, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coupling+an+electrospray+ionization+mass+spectrometer+with+a+glovebox:+A+straightforward,+powerful,+and+convenient+combination+for+analysis+of+air-sensitive+organometallics.">Coupling an electrospray ionization mass spectrometer with a glovebox: A straightforward, powerful, and convenient combination for analysis of air-sensitive organometallics.</a> Organometallics. 27, 3303-3306 (2008).</li><li>Cooper, G. J. T., 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=Structural+and+Compositional+Control+in+{M12}+Cobalt+and+Nickel+Coordination+Clusters+Detected+Magnetochemically+and+with+Cryospray+Mass+Spectrometry.">Structural and Compositional Control in {M12} Cobalt and Nickel Coordination Clusters Detected Magnetochemically and with Cryospray Mass Spectrometry.</a> Angewandte Chemie International Edition. 46, 1340-1344 (2007).</li><li>Wang, W. S., Tseng, P. W., Chou, C. H., Shiea, J. <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+reactive+1,2,3-hexatriene-5-one+monomer+by+low-temperature+atmospheric+pressure+ionization+mass+spectrometry.">Detection of reactive 1,2,3-hexatriene-5-one monomer by low-temperature atmospheric pressure ionization mass spectrometry.</a> Rapid Communications in Mass Spectrometry. 12, 931-934 (1998).</li><li>Wang, C. 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. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shining+new+light+on+an+old+problem:+Retooling+MALDI+mass+spectrometry+for+organotransition-metal+catalysis.">Shining new light on an old problem: Retooling MALDI mass spectrometry for organotransition-metal catalysis.</a> Angewandte Chemie-International Edition. 47, 303-306 (2008).</li><li>Linden, H. B. <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:+a+new+tool+for+soft+ionization+of+samples+including+air-sensitive+catalysts+and+non-polar+hydrocarbons.">Liquid injection field desorption ionization: a new tool for soft ionization of samples including air-sensitive catalysts and non-polar hydrocarbons.</a> Eur. J. Mass Spectrom. 10, 459-468 (2004).</li><li>Gross, J. 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.

標準的なサンプル調製手順で分解化合物からの質量スペクトルの取得は、このプロトコルで提示されている。提示された技術は、無機化学者のために特別に面白い作り、酸化および/または加水分解を非常に受けやすい金属オルガニル、シランおよびホスファンの分析用に設計されています。最適な結果を達成するために、真空または空気のない条件下で分析を通じて保存されなければならな...

質量分析法による金属オルガニル、シラン、またはホスファンなどの化合物の分析結果は、常に実行可能ではない。これらの化合物のいくつかは、空気と接触したときに迅速に分解することが知られている。したがって、最も重要な手順質量スペクトルを測定する場合には、試料調製、空気の非存在下で質量分析計およびイオン発生への検体の移送である。このプロトコルでは、これらの要件を満たし、それが可能な以前に、それらの困難な取り扱いおよび周囲条件下で急速に分解質量分析法によって分析されない揮発性化合物の質量スペクトルを得ることができる吸入システムを提示するための戦略を記載する。これにより、酸化または加水分解を受け、新規または既存の揮発性金属オルガニル、シランおよびホスファンの明確な同定は、現在、質量分析の支援を行うことができる。その化合物を分析するために満たさなければならない2つの要件があります不活性条件下で、試料調製及びイオン発生：酸化または加水分解を受けやすい。最後の前提は、容易に真空下で動作するイオン源を有する質量分析計を使用して満たすことができる。これは、ほとんどのマトリックス支援レーザー脱離/イオン化（MALDI）質量分析計で、すべての電子衝撃イオン化（EI）質量分析計1,2の場合である。イオン化プロセスは、周囲条件3の下で起こるようにエレクトロスプレーイオン化（ESI）は、酸化または加水分解を受けやすい化合物の分析のために容易に互換性がありません。しかし、酸素や水と激しく反応していないいくつかの化合物については、ほとんどのESI源を動作させると、乾燥及び霧化ガスは、質量分析4による分析のために十分である。これはまた、 例えば 、低温ESI、低温大気圧イオン化、及び低温液体二次イオン質量SPECTR ESIと同様のイオン化戦略の場合であるometry 5-7。対照的に、不活性条件下で、イオン源に試料調製及び転送は、はるかに困難である。 MALDIとESIの両方の器具は、不活性雰囲気4,8における酸化および/ ​​または加水分解を受けやすい化合物の試料調製を可能にするために、グローブボックスと連結されている。質量分析計はグローブボックス（MALDI）に取り付けられたグローブボックス移送毛細管（ESI）との直接のいずれかにインターフェースされる。液体注入電界脱離/イオン化（LIFDI） - -感受性化合物の分析は9,10が報告されたときの移送毛細管を介して質量分析計にグローブボックスのカップリングは、別のイオン化戦略を使用して可能であろう。 さらに、MALDIおよびLIFDIは揮発性の高い化合物の分析には適していない。 MALDIは、マトリックスと分析物の共結晶化を必要としLIFDIは、EMIへの分析物の堆積を必要とする溶液からTTER。両方のイオン化戦略で、それは検体が溶媒と一緒に蒸発する可能性が非常に高い。 MALDI器具とは対照的に、EI質量分析計は、通常、イオン源に試料を導入するためのいくつかの方法を提供する：直接入口プローブ（固体、油、またはワックス少量のプッシュロッドを使用して導入されたアルミニウムるつぼに堆積される） 、ガスクロマトグラフでセプタム（液体用）の入口、またはカップリング。再び、サンプル移送の少なくとも一部は、周囲条件下で行われ、不活性雰囲気下で行うことは困難である。 全ガラス加熱吸気システム（AGHIS）11,12 - 1960年代に、サンプル注入口システムは、EI器のイオン源に真空下でのサンプルの導入を可能に発表された。ここで、サンプルはAGHISに挿入したガラスキャピラリーの密閉された一片の内側に配置した。その後、AGHISを排気しそしてサンプルとガラス容器が壊れていた。 AGHIS次に、漏れによってEI質量分析計のイオン源に到達し、サンプルを蒸発させるために加熱した。試料とガラスキャピラリーをグローブボックス内で調製した場合には、試料を空気に接触することなく、質量分析計に導入することができる。しかし、AGHISが市販されても、熟練したガラス吹き工のワークショップのために、組み立てが難しいことではない装置である。によりプッシュロッドとAGHISを用いた直接注入口を切り替える大きな寸法にまっすぐではありません。 当社の質量分析ラボでは、AGHISのスタイルで同じような入口システムを開発しました。それは吸気系を加熱することができないただし、検体が質量分析計のイオン源を入力するために特定の揮発性を示さなければならない。分析物の揮発性は、液体窒素teにおける真空下での化合物の転送を可能にするために、十分でなければならないmperature - どちら沸騰または昇華による。カスタムメイドの吸気システムは、サンプルを含むロック可能な試験管に装着可能なダイレクトインレットシステム、ニードル弁を有するステンレス鋼管、フランジに位置するステンレス板からなる。数秒で簡単に行うことができるプッシュロッドを使用して冷たい入口システムと直接入口の切り替え - 寒冷入口システムのインストールは、（Autospec X、今や真空発生器、ウォーターズ社、マンチェスター、英国）は、質量分析計への変更を必要としません。 酸化または加水分解を受けやすい金属オルガニル、シラン、またはホスファンは、分析されなければならないときに提示吸入システムは、特に有用である。これらの化合物は、一般に、核磁気共鳴（NMR）分光法または赤外（IR）分光法を用いて分析する。彼らはincompletをもたらすので、残念ながら、これらの方法は、化合物の明確な同定のために、常にではない可能に電子情報は、 例えば 、塩素または臭素などの要素は、分子の一部である場合。一方、ガス電子線回折分析物についての詳細な情報を提供することができるが、この方法は非常に時間がかかり、試料調製が困難であり、少数のグループはこれらの解析13,14を伝導することができる。ここでは、EI質量分析法による酸化や加水分解を受けやすい金属オルガニル、シラン、またはホスファンの分析のための冷たい入口システムは情報に関する、それらを供給することにより、新規化合物の明確な同定を可能にする（中）、有機化学者のための非常に有用である分子の特性フラグメントイオンの質量。物質の質量スペクトルの測定のための唯一の前提条件は、減圧下で一定のボラティリティである。

<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

このビデオでは、電子衝撃イオン化を用いた揮発性および酸化感受性化合物の質量spectrometrical分析するためのプロトコルを提示します。すべての最先端の質量分析法は、分析（エレクトロスプレーイオン化）、コの少なくとも1つの試料調製工程、 例えば 、溶解、希釈を必要とする質量分析による揮発性および酸化に敏感な化合物の分析が容易に達成されない質量分析計のイオン化源にマトリックス化合物（マトリックス支援レーザー脱離/イオン化）、または調製されたサンプルの転送と検体との-crystallizationは、大気条件下で行われる。ここでは、サンプル注入口システムの使用は、電子衝撃イオン源を備えたセクターフィールド型質量分析計を用いて揮発性金属オルガニル、シラン、およびホスファンの分析を可能にする記載されている。すべての試料調製工程と、イオン源に試料導入質量分析計は、酸化を非常に受けやすい化合物の分析を可能にする、いずれかの空気のない条件下で、または真空下で行われる。提示された技術は、このようなシュレンク法のような不活性条件を使用して処理されなければならない金属オルガニル、シラン、またはホスファン、と協力し、特に無機化学者のために重要である。動作原理は、このビデオで提示されている。

トリスEI質量スペクトルは、（トリフルオロメチル）ホスファンを図3、空気と接触する（ 図4）で急速に分解する化合物で提示されている。提示インタフェースは、これらの化合物の質量スペクトルの直接的な測定を可能にする。新規のインタフェースの動作は、簡単かつ迅速であり、日常的にプッシュロッドを用いた直接注入口に適用して質量分析計を操作する際?...

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

このビデオでは、電子衝撃イオン化を用いた揮発性および酸化感受性化合物の質量spectrometrical分析するためのプロトコルを提示します。提示された技術は、金属オルガニル、シラン、またはそのようなシュレンク法のような不活性条件を使用して処理する必要がホスファンと協力し、特に無機化学者のために重要である。

コー​​ルドインレットシステムおよび電子衝撃質量分析法を用いて揮発し、酸化に敏感な化合物の分析

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

analysis-volatile-oxidation-sensitive-compounds-using-cold-inlet

Research

JoVE Journal

Chemistry

9.6K ビュー.  Bielefeld University. このビデオでは、電子衝撃イオン化を用いた揮発性および酸化感受性化合物の質量spectrometrical分析するためのプロトコルを提示します。提示された技術は、金属オルガニル、シラン、またはそのようなシュレンク法のような不活性条件を使用して処理する必要がホスファンと協力し、特に無機化学者のために重要である。 

ビデオ: 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.

ウルトラパフォーマンス液体クロマトグラフィー - 高分解能質量分析（UPLC-HRMS）を使用した生物源から非標的メタボロミクス

Here we present a workflow to analyze the metabolic profiles for biological samples of interest including; cells, serum, or tissue. The sample is first ...

化学

Analyzing Protein Dynamics Using Hydrogen Exchange Mass Spectrometry

All cellular processes depend on the functionality of proteins. Although the functionality of a given protein is the direct consequence of its unique amino acid sequence, it is only realized by the folding of the polypeptide chain into a single defined three-dimensional arrangement or more commonly into an ensemble of interconverting conformations. Investigating the connection between protein conformation and its function is therefore essential for a complete understanding of how proteins are able to fulfill their great variety of tasks. One possibility to study conformational changes a protein undergoes while progressing through its functional cycle is hydrogen-1H/2H-exchange in combination with high-resolution mass spectrometry (HX-MS). HX-MS is a versatile and robust method that adds a new dimension to structural information obtained by e.g. crystallography. It is used to study protein folding and unfolding, binding of small molecule ligands, protein-protein interactions, conformational changes linked to enzyme catalysis, and allostery. In addition, HX-MS is often used when the amount of protein is very limited or crystallization of the protein is not feasible. Here we provide a general protocol for studying protein dynamics with HX-MS and describe as an example how to reveal the interaction interface of two proteins in a complex. &#160;&#160;

Protein conformation and dynamics are key to understanding the relationship between protein structure and function. Hydrogen exchange coupled with high-resolution mass spectrometry is a versatile method to study the conformational dynamics of proteins as well as characterizing protein-ligand and protein-protein interactions, including contact interfaces and allosteric effects.

水素交換質量分析法を用いてタンパク質のダイナミクスを分析する

All cellular processes depend on the functionality of proteins. Although the functionality of a given protein is the direct consequence of its unique ...

Visualization of Ambient Mass Spectrometry with the Use of Schlieren Photography

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass spectrometer, it is necessary to characterize and understand the physical principles of the source. Most commercial ambient ionization sources utilize jets of nitrogen, helium, or atmospheric air to facilitate the ionization of the analyte. As a consequence, schlieren photography can be used to visualize the gas streams by exploiting the differences in refractive index between the streams and ambient air for visualization in real time. The basic setup requires a camera, mirror, flashlight, and razor blade. When properly configured, a real time image of the source is observed by watching its reflection. This allows for insight into the mechanism of action in the source, and pathways to its optimization can be elucidated. Light is shed on an otherwise invisible situation.

This paper presents a protocol for the visualization of gaseous streams of an ambient ionization source using schlieren photography and mass spectrometry.

シュリーレン写真の使用とアンビエント質量分析の可視化

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass ...

Rapid High-throughput Species Identification of Botanical Material Using Direct Analysis in Real Time High Resolution Mass Spectrometry

We demonstrate that direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry can be used to produce mass spectral profiles of botanical material, and that these chemical fingerprints can be used for plant species identification. The mass spectral data can be acquired rapidly and in a high throughput manner without the need for sample extraction, derivatization or pH adjustment steps. The use of this technique bypasses challenges presented by more conventional techniques including lengthy chromatography analysis times and resource intensive methods. The high throughput capabilities of the direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry protocol, coupled with multivariate statistical analysis processing of the data, provide not only class characterization of plants, but also yield species and varietal information. Here, the technique is demonstrated with two psychoactive plant products, Mitragyna speciosa (Kratom) and Datura (Jimsonweed), which were subjected to direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry followed by statistical analysis processing of the mass spectral data. The application of these tools in tandem enabled the plant materials to be rapidly identified at the level of variety and species.

A method for species identification of botanical material by direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry and multivariate statistical analysis is presented.

リアルタイム高分解能質量分析法で直接分析を用いた植物材料の急速なハイスループット種の同定

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.

大気圧化学イオン化四重極質量分析法と組み合わせた揮発性有機化合物の大気抽出

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.

高分解能質量分析に結合された二次 Nanoelectrospray イオン化を用いたリアルタイム呼吸解析

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.

合成とオリゴ ペプチドの質量分析

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.

マルチ セグメントの注入キャピラリー電気泳動質量分析法による高スループットかつ包括的な薬物監視

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

Ion Mobility-Mass Spectrometry Techniques for Determining the Structure and Mechanisms of Metal Ion Recognition and Redox Activity of Metal Binding Oligopeptides

Electrospray ionization (ESI) can transfer an aqueous-phase peptide or peptide complex to the gas-phase while conserving its mass, overall charge, metal-binding interactions, and conformational shape. Coupling ESI with ion mobility-mass spectrometry (IM-MS) provides an instrumental technique that allows for simultaneous measurement of a peptide&#8217;s mass-to-charge (m/z) and collision cross section (CCS) that relate to its stoichiometry, protonation state, and conformational shape. The overall charge of a peptide complex is controlled by the protonation of 1) the peptide&#8217;s acidic and basic sites and 2) the oxidation state of the metal ion(s). Therefore, the overall charge state of a complex is a function of the pH of the solution that affects the peptides metal ion binding affinity. For ESI-IM-MS analyses, peptide and metal ions solutions are prepared from aqueous-only solutions, with the pH adjusted with dilute aqueous acetic acid or ammonium hydroxide. This allows for pH dependence and metal ion selectivity to be determined for a specific peptide. Furthermore, the m/z and CCS of a peptide complex can be used with B3LYP/LanL2DZ molecular modeling to discern binding sites of the metal ion coordination and tertiary structure of the complex. The results show how ESI-IM-MS can characterize the selective chelating performance of a set of alternative methanobactin peptides and compare them to the copper-binding peptide methanobactin.

Ion mobility-mass spectrometry and molecular modeling techniques can characterize the selective metal chelating performance of designed metal-binding peptides and the copper-binding peptide methanobactin. Developing new classes of metal chelating peptides will help lead to therapeutics for diseases associated with metal ion misbalance.

金属イオン認識の構造とメカニズムを決定するイオン移動質量分析技術と金属結合オリゴペプチドの酸化還元活性

Electrospray ionization (ESI) can transfer an aqueous-phase peptide or peptide complex to the gas-phase while conserving its mass, overall charge, ...

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.

トップダウン質量分析によるタンパク質の立体構造特性評価のためのキャピラリー電気泳動ベースの水素/重水素交換

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

コールドインレットシステムおよび電子衝撃質量分析法を用いて揮発し、酸化に敏感な化合物の分析

要約

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ウルトラパフォーマンス液体クロマトグラフィー - 高分解能質量分析（UPLC-HRMS）を使用した生物源から非標的メタボロミクス

水素交換質量分析法を用いてタンパク質のダイナミクスを分析する

シュリーレン写真の使用とアンビエント質量分析の可視化

リアルタイム高分解能質量分析法で直接分析を用いた植物材料の急速なハイスループット種の同定

大気圧化学イオン化四重極質量分析法と組み合わせた揮発性有機化合物の大気抽出

高分解能質量分析に結合された二次 Nanoelectrospray イオン化を用いたリアルタイム呼吸解析

合成とオリゴペプチドの質量分析

マルチセグメントの注入キャピラリー電気泳動質量分析法による高スループットかつ包括的な薬物監視

金属イオン認識の構造とメカニズムを決定するイオン移動質量分析技術と金属結合オリゴペプチドの酸化還元活性

トップダウン質量分析によるタンパク質の立体構造特性評価のためのキャピラリー電気泳動ベースの水素/重水素交換

コー​​ルドインレットシステムおよび電子衝撃質量分析法を用いて揮発し、酸化に敏感な化合物の分析

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ウルトラパフォーマンス液体クロマトグラフィー - 高分解能質量分析（UPLC-HRMS）を使用した生物源から非標的メタボロミクス

水素交換質量分析法を用いてタンパク質のダイナミクスを分析する

シュリーレン写真の使用とアンビエント質量分析の可視化

リアルタイム高分解能質量分析法で直接分析を用いた植物材料の急速なハイスループット種の同定

大気圧化学イオン化四重極質量分析法と組み合わせた揮発性有機化合物の大気抽出

高分解能質量分析に結合された二次 Nanoelectrospray イオン化を用いたリアルタイム呼吸解析

合成とオリゴ ペプチドの質量分析

マルチ セグメントの注入キャピラリー電気泳動質量分析法による高スループットかつ包括的な薬物監視

金属イオン認識の構造とメカニズムを決定するイオン移動質量分析技術と金属結合オリゴペプチドの酸化還元活性

トップダウン質量分析によるタンパク質の立体構造特性評価のためのキャピラリー電気泳動ベースの水素/重水素交換

コールドインレットシステムおよび電子衝撃質量分析法を用いて揮発し、酸化に敏感な化合物の分析

合成とオリゴペプチドの質量分析

マルチセグメントの注入キャピラリー電気泳動質量分析法による高スループットかつ包括的な薬物監視