Name: sample preparation for probe electrospray ionization mass spectrometry
Uploaded: 2020-02-19T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Sample Preparation for Probe Electrospray Ionization Mass Spectrometry at JoVE.com

Мы благодарим Аюми Иидзуку за работу PESI-MS и Кадзуко Сава-нобори за ее секретарскую помощь. Мы благодарим Бронвена Гарднера, доктора философии, из Edanz Group (www.edanzediting.com/ac) за редактирование проекта этой рукописи.

Институциональный комитет по уходу за животными при Университете Яманаси утвердил все протоколы и использование экспериментальных животных, изложенных в настоящем. Использование образцов человека было одобрено институциональным советом по этике при Университете Яманаси.
<p class="jove...

<ol>
	<li>Fenn, J. B., Mann, M., Meng, C. K., Wong, S. F., Whitehouse, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospray+ionization+for+mass+spectrometry+of+large+biomolecules.">Electrospray ionization for mass spectrometry of large biomolecules.</a> Science. 246, 64-71 (1989).</li><li>Karas, M., Bachman, D., Bahr, U., Hillenkamp, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix-Assisted+Ultraviolet+Laser+Desorption+of+Non-Volatile+Compounds.">Matrix-Assisted Ultraviolet Laser Desorption of Non-Volatile Compounds.</a> International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes. 78, 53-68 (1987).</li><li>Tanaka, K., 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=Protein+and+polymer+analyses+up+to+m/z+100000+by+laser+ionization+time-of+flight+mass+spectrometry.">Protein and polymer analyses up to m/z 100000 by laser ionization time-of flight mass spectrometry.</a> Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2, 151-153 (1988).</li><li>Hiraoka, K., Nishidate, K., Mori, K., Asakawa, D., Suzuki, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+probe+electrospray+using+a+solid+needle.">Development of probe electrospray using a solid needle.</a> Rapid Communications in Mass Spectrometry. 21, 3139-3144 (2007).</li><li>Yoshimura, K., Chen, L. C., Yu, Z., Hiraoka, K., Takeda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real+time+analysis+of+living+animals+by+electrospray+ionization+mass+spectrometry.">Real time analysis of living animals by electrospray ionization mass spectrometry.</a> Analytical Biochemistry. 417, 195-201 (2011).</li><li>Balog, J., 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=Intraoperative+tissue+identification+using+rapid+evaporative+ionization+mass+spectrometry.">Intraoperative tissue identification using rapid evaporative ionization mass spectrometry.</a> Science Translational Medicine. 5, 194ra93 (2013).</li><li>Boughton, B. A., Hamilton, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+metabolite+profiling+by+matrix-assisted+laser+desorption+ionization+mass+spectrometry+imaging.">Spatial metabolite profiling by matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry imaging.</a> Advances in Experimental Medicine and Biology. 965, 291-321 (2017).</li><li>Shimma, S., Sugiura, Y., Hayasaka, T., Hoshikawa, Y., Noda, T., Setou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MALDI-based+imaging+mass+spectrometry+revealed+abnormal+distribution+of+phospholipids+in+colon+cancer+liver+metastasis.">MALDI-based imaging mass spectrometry revealed abnormal distribution of phospholipids in colon cancer liver metastasis.</a> Journal of Chromatography. B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 855, 98-103 (2017).</li><li>Sugiyama, E., Setou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+brain+gangliosides+using+MALDI+imaging+mass+spectrometry.">Visualization of brain gangliosides using MALDI imaging mass spectrometry.</a> Methods in Molecular Biology. 1804, 223-229 (2018).</li><li>Zhang, J., 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=Nondestructive+tissue+analysis+for+ex+vivo+and+in+vivo+cancer+diagnosis+using+a+handheld+mass+spectrometry+system.">Nondestructive tissue analysis for ex vivo and in vivo cancer diagnosis using a handheld mass spectrometry system.</a> Science Translational Medicine. 9, 406 (2017).</li><li>Pirro, V., Jarmusch, A. K., Vincenti, M., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+drug+analysis+from+oral+fluid+using+swab+touch+spray+mass+spectrometry.">Direct drug analysis from oral fluid using swab touch spray mass spectrometry.</a> Analytica Chimca Acta. 861, 47-54 (2015).</li><li>Chen, L. C., 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=Characterization+of+probe+electrospray+generated+from+a+solid+needle.">Characterization of probe electrospray generated from a solid needle.</a> Journal of Physical Chemistry. B. 112, 11164-11170 (2008).</li><li>Mandal, M. K., Chen, L. C., Hiraoka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+and+exhaustive+ionization+of+analytes+with+different+surface+activity+by+probe+electrospray+ionization.">Sequential and exhaustive ionization of analytes with different surface activity by probe electrospray ionization.</a> Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 22, 1493-1500 (2011).</li><li>Yoshimura, K., Chen, C. L., Asakawa, D., Hiraoka, K., Takeda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+properties+of+the+probe+electrospray+ionization+(PESI)+needle+applied+to+the+biological+samples.">Physical properties of the probe electrospray ionization (PESI) needle applied to the biological samples.</a> Journal of Mass Spectrometry. 44, 978-985 (2009).</li><li>Yoshimura, K., 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=Analysis+of+renal+cell+carcinoma+as+a+first+step+for+mass+spectrometry-based+diagnostics.">Analysis of renal cell carcinoma as a first step for mass spectrometry-based diagnostics.</a> Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 23, 1741-1749 (2012).</li><li>Ashizawa, K., 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=Construction+of+mass+spectra+database+and+diagnosis+algorithm+for+head+and+neck+squamous+cell+carcinoma.">Construction of mass spectra database and diagnosis algorithm for head and neck squamous cell carcinoma.</a> Oral Oncology. 75, 111-119 (2017).</li><li>Johno, 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+potential+new+biomarkers+of+atherosclerosis+by+probe+electrospray+ionization+mass+spectrometry.">Detection of potential new biomarkers of atherosclerosis by probe electrospray ionization mass spectrometry.</a> Metabolomics. 14, 38 (2018).</li><li>Zaitsu, K., 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=Intact+endogenous+metabolite+analysis+of+mice+liver+by+probe+electrospray+ionization/triple+quadrupole+tandem+mass+spectrometry+and+its+preliminary+application+to+in+vivo+real-time+analysis.">Intact endogenous metabolite analysis of mice liver by probe electrospray ionization/triple quadrupole tandem mass spectrometry and its preliminary application to in vivo real-time analysis.</a> Analytical Chemistry. 88, 3556-3561 (2016).</li><li>Yoshimura, K., 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=Real+time+diagnosis+of+chemically+induced+hepatocellular+carcinoma+using+a+novel+mass+spectrometry-based+technique.">Real time diagnosis of chemically induced hepatocellular carcinoma using a novel mass spectrometry-based technique.</a> Analytical Biochemistry. 441, 32-37 (2013).</li><li>Nakagawa, 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=Lipid+metabolic+reprogramming+in+hepatocellular+carcinoma.">Lipid metabolic reprogramming in hepatocellular carcinoma.</a> Cancers. 10, 447-461 (2018).</li><li>Mandal, M. K., Chen, L. C., Hashimoto, Y., Yu, Z., Hiraoka, K. <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+biomolecules+from+solutions+with+high+concentration+of+salts+using+probe+electrospray+and+nano-electrospray+ionization+mass+spectrometry.">Detection of biomolecules from solutions with high concentration of salts using probe electrospray and nano-electrospray ionization mass spectrometry.</a> Analytical Methods. 2, 1905-1912 (2010).</li><li>Yoshimura, K., Chen, L. C., Johno, H., Nakajima, M., Hiraoka, K., Takeda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+non-proximate+probe+electrospray+ionization+for+real-time+analysis+of+living+animal.">Development of non-proximate probe electrospray ionization for real-time analysis of living animal.</a> Mass Spectrometry. 3, S0048 (2014).</li><li>Chen, L. C., 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=Ambient+imaging+mass+spectrometry+by+electrospray+ionization+using+solid+needle+as+sampling+probe.">Ambient imaging mass spectrometry by electrospray ionization using solid needle as sampling probe.</a> Journal of Mass Spectrometry. 44, 1469-1477 (2009).</li><li>Yoshimura, K., Chen, C. L., Asakawa, D., Hiraoka, K., Takeda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+properties+of+the+probe+electrospray+ionization+(PESI)+needle+applied+to+the+biological+samples.">Physical properties of the probe electrospray ionization (PESI) needle applied to the biological samples.</a> Journal of Mass Spectrometry. 44, 978-985 (2009).</li><li>Takeda, S., Yoshimura, K., Hiraoka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Innovations+in+analytical+oncology+-+Status+quo+of+mass+spectrometry-based+diagnostics+for+malignant+tumor.">Innovations in analytical oncology - Status quo of mass spectrometry-based diagnostics for malignant tumor.</a> Journal of Analytical Oncology. 1, 74-80 (2012).</li><li>Hiraoka, K., 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=Component+profiling+in+agricultural+applications+using+an+adjustable+acupuncture+needle+for+sheath-flow+probe+electrospray+ionization/mass+spectrometry.">Component profiling in agricultural applications using an adjustable acupuncture needle for sheath-flow probe electrospray ionization/mass spectrometry.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 67, 3275-3283 (2019).</li></ol>

Хотя PESI является производным ESI для масс-спектрометрии4,это наиболее выгодно для мониторинга в режиме реального времени метаболомики, а также для анализа биохимических реакций без выполнения каких-либо сложных или трудоемких предварительных процедур5,<s...

Масс-спектрометрия (МС) - это технологическая реализация редукционизма; он сводит объект анализа к единице, которая может быть интерпретирована на основе молекулярных видов или каскадов. Поэтому это представительный метод аналитической химии. Он состоит из четырех процессов: ионизация, анализ, обнаружение и спектральное приобретение. Поскольку ионизация молекулы является первым процессом в масс-спектрометрии, она обычно ограничивает форму анализа, которые должны быть обработаны. Большинство процедур ионизации требуют разрушения структуры, морфологии и биологических процессов органических образцов в режиме реального времени. Например, ионизация электроспрея (ESI) MS требует, чтобы образцы были в жидком состоянии для эффективной ионизации1. Образцы, следовательно, должны пройти через сложный биохимический препарат, который изменяет состав молекул. Кроме того, в то время как матричная лазерная ионизация лазера (MALDI) MS может реконструировать молекулярные карты тонкой секционной ткани2,3,ее эффективность ионизации слишком низка, чтобы обнаружить все молекулы в образцах, и это особенно плохо при анализе жирных кислот. Учитывая эти ограничения, зонд электроспреп ионизации (PESI)4 может быть использован для наблюдения в режиме реального времени изменения в биологических системах на месте, не разрушая структурную целостность5, в то время как биологический организм наблюдается технически в живом состоянии. В этом случае используется очень тонкая игла, которая одновременно служит сборщиком образцов и ионного излучателя. Это означает, что сложные последовательности предварительной обработки образцов могут быть обойдёны для получения масс-спектров, отражающих молекулярные компоненты живой системы на месте.
Есть несколько других методов ионизации, которые соперничают PESI-MS. Одним из них является быстрая испаряемый ионизации масс-спектрометрии (REIMS)6. Этот метод хорошо работает во время операции, потому что он собран с электрическим ножом и собирает ионный шлейф, генерируемый во время разреза. Хотя REIMS очень полезен для операции, это по существу разрушительный метод, который требует электрической абляции тканей. Поэтому он не полезен для детального анализа клеток и тканей в подготовительном образце или в лабораторных анализах. Кроме того, поскольку он собирает большое количество шлейфа, содержащего тканевый мусор, он требует длительного обслуживания устройств после каждого использования, тем самым ограничивая использование этой машины специальными хирургическими процедурами. Аналогичный метод, называемый лазерной ионизации ионизации масс-спектрометрии (LDI-MS)7, является еще одним методом, который является неинвазивным и полезным для анализа поверхности. Поскольку этот метод хорош в сканировании поверхности образца, он достигает всеобъемлющего двумерного анализа, как MALDI изображений масс-спектрометрии8,9. Однако, поскольку LDI-MS применим только к анализу поверхности, PESI-MS является выгодным для анализа образцов, например, в ткани. Другой метод, MasSpec Pen10, было сообщено для достижения высокой специфичности и чувствительности в диагностике рака щитовидной железы, но диаметр зонда находится в порядке мм и он специфичен для анализа поверхности, а это означает, что он не может обнаружить небольшие узелки рака или глубоко локализованных поражений. Кроме того, поскольку этот метод использует микрокапиллярный канал потока, встроенный в перо зонда, необходимо принимать во внимание перекрестное загрязнение, аналогичное LDI-MS. Существуют и другие методы, которые были применены в клинических условиях, таких как поток зонда и ионизации форме тампон11, но они не являются широко распространенными.
PESI является крайней миниатюризации ESI, в котором капилляр нано-электроспреп сходится на твердой игле с наконечником кривизны радиусом в несколько сотен нм. Ионизация происходит в крайне ограниченной области кончика иглы путем формирования конуса Тейлор, на котором образцы остаются до ионизации всей жидкости на кончикезавершена 12. Если аналитик остается на кончике металлической иглы, избыточный заряд непрерывно генерируется на интерфейсе между металлической иглой и аналитиками. Поэтому последовательная ионизация молекул происходит в зависимости от их поверхностной активности. Это свойство делает кончик иглы своего рода хроматограммой, разделяющей аналиты в зависимости от их поверхностной активности. Более технически, молекулы с более сильной поверхностной активностью приходят к поверхности конуса Taylor и ионизируется более раньше чем те с более слабой деятельностью поверхности, которые придерживаются к поверхности иглы до конца процесса ионизации. Таким образом, полная ионизация всех молекул, подобранных иглой, достигается13. Более того, поскольку эта методика не предполагает добавления в образец лишнего растворителя, нескольких сотен фемтолитров достаточно, чтобы получить массу спектра достаточно прочной для дальнейшего анализа14. Эти свойства выгодны для анализа нетронутых биологических образцов. Однако основным недостатком PESI-MS является разрыв в ионизации из-за взаимного движения иглы по вертикальной оси, похожей на распиловочная машина. Ионизация происходит только тогда, когда кончик зонда достигает высшей точки, когда высота ионного илиа выравнивается по горизонтальной оси. Ионизация прекращается, в то время как игла берет образцы, и поэтому стабильность ионизации не равна той, что в обычных ESI. Таким образом, PESI-MS не является идеальным методом для протеомики.
На сегодняшний день PESI-MS применяется главным образом к анализу биологических систем, охватывающих широкий спектр областей от фундаментальных исследований до клинических условий. Например, прямой анализ тканей человека, подготовленный во время операции, смог выявить накопление триацилглицерола как в почечно-клеточной карциномы15, так и в фарингеальной плоской карциномы16. Этот метод может также измерить жидкие образцы, такие как кровь, чтобы сосредоточиться на липидном профиле. Например, некоторые молекулы были очертаны во время диетических изменений у кроликов; было сообщено, что некоторые из этих молекул уменьшилась на очень ранних стадиях экспериментов, что свидетельствует о высокой чувствительности и полезности этой системы для клинической диагностики17. Кроме того, прямое применение к живому животному позволило обнаружить биохимические изменения печени после всего лишь одной ночи поста5. Зайцу и др.18 вновь этот эксперимент5 и проанализировали метаболические профили печени почти таким же образом, с результатами, которые укрепили стабильность и воспроизводимость нашего первоначального метода. Кроме того, мы смогли различать ткани рака от окружающих нераковых печени у мышей с помощью этойтехники 19. Таким образом, это универсальный метод масс-спектрометрии, который полезен в различных условиях, как in vivo, так и in vitro. С другой стороны, модуль PESI может быть выполнен в соответствии с различными масс-спектрометрами, регулируя крепление. В этой короткой статье мы представляем основы и примеры приложений(рисунок 1), включая приложения с живыми животными5.
В соответствии с положениями и законами каждой страны некоторые части этого протокола должны быть пересмотрены в соответствии с критериями каждого учреждения. Применение к живому организму является наиболее интересным и сложным, поскольку оно может обеспечить биохимические или метаболические изменения в тканях или органах у живых животных на месте. Хотя эта заявка была одобрена институциональным комитетом по уходу за животными в Университете Яманаси, в 2013 году5, еще один раунд утверждения теперь будет необходимо из-за недавних изменений в правилах для экспериментов на животных. Поэтому целесообразно внести несколько изменений в экспериментальную схему. Что касается масс-спектров, полученных в ходе экспериментов, учитывая колебания масс-спектров между каждым измерением, то не существует системы спектрального обмена информацией, которая характерна для сообщества секвенирования нуклеотидов. Необходимо проявлять осторожность, когда оператор обрабатывает иглу, чтобы избежать несчастных случаев иглы, особенно при удалении иглы из держателя иглы. Специальное устройство для отсоединения иглы очень полезно для этой цели. Поскольку отсек модуля PESI представляет собой герметичную, закрытую камеру, утечка ионного шлейфа не происходит, если масс-спектрометр работает в соответствии с инструкциями.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>5-Fluoro-2&#39;-deoxyuridine (5-FdU)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F8791-25MG</td>
			<td>25mg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>disposable biposy punch (Trepan)</td>
			<td>kai Europa GmbH</td>
			<td>BP-30F</td>
			<td>bore size 3mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethanol</td>
			<td>nacalai tesque</td>
			<td>14710-25</td>
			<td>extra pure reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabSolutions</td>
			<td>Shimadzu</td>
			<td></td>
			<td>ver. 5.96, Data analyzer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micropestle</td>
			<td>United Scientific Supplies</td>
			<td>S13091</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microtube</td>
			<td>Treff</td>
			<td>982855</td>
			<td>0.5 mL clear</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PESI-MS (Direct Probe Ionization-MS)</td>
			<td>Shimadzu</td>
			<td>DPiMS-2020</td>
			<td>Mass spectrometer equipped with PESI</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PPGT solition</td>
			<td>Shimadzu</td>
			<td>ND</td>
			<td>Attached to DPiMS-2020</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

sample preparation for probe electrospray ionization mass spectrometry

Масс-спектрометрия (МС) является мощным инструментом в аналитической химии, поскольку она предоставляет очень точную информацию о молекулах, таких как соотношение массы к заряду(м/з),которые полезны для вывода молекулярных весов и структур. Хотя это по существу разрушительный аналитический метод, последние достижения в технологии ионизации окружающей среды позволили нам получить данные, оставляя ткани в относительно нетронутом состоянии с точки зрения целостности. Ионизация электроспрея зонда (PESI) является так называемым прямым методом, поскольку он не требует сложной и трудоемкой предварительной обработки образцов. Тонкая игла служит сборщиком образцов, а также ионизующим излучателем. Основываясь на очень резком и тонком свойстве наконечника зонда, уничтожение образцов является минимальным, что позволяет нам приобретать молекулярную информацию в реальном времени из живых существ на месте. В этом виде мы представляем три применения метода PESI-MS, которые будут полезны для биомедицинских исследований и разработок. Один включает в себя применение к твердой ткани, которая является основным применением этой техники для медицинской диагностики. Поскольку этот метод требует только 10 мг образца, он может быть очень полезным в обычных клинических условиях. Второе применение для медицинской диагностики in vitro, где измеряется сыворотка крови человека. Способность измерять образцы жидкости также имеет значение в различных биологических экспериментах, где не может быть обеспечендостаточный объем выборки для обычных аналитических методов. Третье применение склоняется к прямому применению зондовых игл у живых животных, где мы можем получить динамику метаболитов или наркотиков в конкретных органах в режиме реального времени. В каждом приложении, мы можем сделать вывод молекул, которые были обнаружены MS или использовать искусственный интеллект для получения медицинского диагноза.

Как показано на рисунке 3, данные, полученные методом PESI-MS, являются масс-спектрами, м/з которых в этой системе колеблется от 10 до 1200. В то время как можно обнаружить молекулы до м / z 2000, было несколько пиков, полученных с помощью этой техники в диа...

Watch this Scientific Journal Video about Sample Preparation for Probe Electrospray Ionization Mass Spectrometry at JoVE.com

Sample Preparation for Probe Electrospray Ionization Mass Spectrometry

В этой статье представлены методы подготовки образцов для уникального аналитического метода в реальном времени, основанного на спектрометрии окружающей среды. Этот метод позволяет нам выполнять в режиме реального времени анализ биологических молекул in vivo без каких-либо специальных предварительных процедур.

Образец Подготовки для зонда Электроспрей ионизации масс-спектрометрии

Mass spectrometry (MS) is a powerful tool in analytical chemistry because it provides very accurate information about molecules, such as mass-to-charge ...

Таким образом, это уникальная эмбиентная масс-спектрометрия, особенно подходящая для анализа биологических образцов, как in vitro, так и in vivo. Поскольку это не требует регулярной предварительной обработки образцов, таких как сортировка клеток, фракционация и концентрация, он может анализировать образец с минимальной потерей биологических компонентов, особенно тех, которые существуют как очень небольшое количество. Этот метод позволяет анализировать сырье непосредственно в минуту с помощью масс-спектрометрии.Быстрота заключается в надежности системы, главных преимуществах, присущих этой технике. Все, что вам нужно сделать, это просто подготовить кремнезем, 10 миллиграммов образцов тканей, и 10 микролитров размножаться. И положить их в одноразовый картридж.Он установлен на машину PESI-MS, и вы получите результат в течение нескольких минут. Выбрав соответствующий масс-спектрометр, можно аннотировать молекулярную идентичность. Для начала извлечения печени или почечной ткани из морозильной камеры.На пробковой пластине, вырезать образец ткани примерно на два на два миллиметра с помощью скальпеля или ножа. Кроме того, пробить образец с Trepan и обрезать длину колонны до двух миллиметров. Если ткань загрязнена кровью, промойте ее ледяным фосфатно-буферным солевым раствором.Поместите около 10 миллиграммов вырезанного или проборезаного образца в пластиковую микротрубку и добавьте 100 микролитров 50% этанола. Используйте микропестл для гомогенизации образца. Затем с пипетщиком поместите 10 микролитров гомогената в колодец картриджа масс-спектрометра.Поместите картридж в ионизационные камеры масс-спектрометра Direct Probe Ionization и установите зонд иглы из нержавеющей палочки, который будет использоваться для ионизации образца. Закройте крышку камеры твердо, чтобы автоматически активировать устройство безопасности. Запустите бортовой компьютер, нажав значок старта для анализа, используя экранные панели, применить напряжение 2,3 киловольты к игле для создания электроспрей и убедитесь, что частота иглы составляет три герц.Подождите 30 секунд, пока измерение будет завершено. После измерения каждого образца, утилизировать картридж и иглу в биоопасных утилизатора. Для анализа масс-спектров откройте программное обеспечение, связанное с масс-спектрометром.Нажмите на файл L-C-D в окне браузера файла данных программного обеспечения. Выбор нажмите на один пик окна массового спектра, и автоматически изобразить E-I-C. Проверьте T-I-C и E-I-C, и нажмите на значок среднего спектра, чтобы выбрать диапазон времени окно для генерации спектра массы.Экспорт данных массового спектрального текста. Чтобы проанализировать жидкости организма, нарисуйте до 10 микролитров образца сыворотки и раздайте его в микротрубку объемом 1,5 миллилитров. Добавьте в трубку 190 микролитров 50%этанола, затем вихрь в течение двух минут при комнатной температуре.Чтобы устранить все эритроциты, центрифуга жидкости при 15000 раз G в течение одной-пяти минут при четырех градусах цельсия. Перенесите 10 микролитров супернатанта в колодец картриджа и приступайте к измерению на масс-спектрометре, как и раньше. Этот протокол показывает подготовку образца для PESI-MS на твердом образце, жидком образце, и живом животном.Карцинома почечных клеток человека показывает характерные пики нейтральных липидов. Были относительно сильные пики в спектрах при соотношении массы к заряду 900 от ткани почечной клетки человека, которые не были выявлены в окружающих нераковой ткани. Эти пики в основном представляют собой триатилглицерол.Пример данных, полученных в нормальных тканях печени, изображал неопластическое поражение у пациента с хроническим гепатитом и циррозом печени. Человеческая сыворотка от трех особей была проанализирована с помощью PESI-MS, были явные различия в спектральных моделях среди индивидуумов. При метаболических изменениях в 5-ФЗ, внутривенно вводимых в хвостовой сосуд мыши, в печени на месте было достигнуто очень быстрое и чувствительное обнаружение 5-ФЗ с натрием аддука.Как глубина кончика иглы от места ткани, играет наиболее важную роль в ионизации, которая читает успешное получение данных, убедитесь, что следовать инструкциям. Вы можете определить молекулярный вид, заи взглядом в коммерческую базу данных. Это способ квалифицировать молекулярный механизм заболевания.Многие исследователи заинтересовались применением этого метода для прогнозирования процветания болезни и ее прогноза. Особенно с помощью биопсии Рикет. Просто убедитесь, что не кололи иглой зонда.Этого можно просто избежать с помощью конкретного инструмента для удаления иглы из машины.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Time-resolved ElectroSpray Ionization Hydrogen-deuterium Exchange Mass Spectrometry for Studying Protein Structure and Dynamics

Времяразрешенная ионизацией электрораспылением водорода дейтерий Обмен масс-спектрометрии для изучения белка структуры и динамики

Intrinsically disordered proteins (IDPs) have long been a challenge to structural biologists due to their lack of stable secondary structure elements. ...

Resolving Affinity Purified Protein Complexes by Blue Native PAGE and Protein Correlation Profiling

Разрешающая Affinity Очищенная Белковые комплексы от Синей Native ПААГ и белка корреляции профилирование

Most proteins act in association with others; hence, it is crucial to characterize these functional units in order to fully understand biological ...

Lipid Droplet Isolation for Quantitative Mass Spectrometry Analysis

Липидное Выделение капельного для количественной анализа масс-спектрометрии

Lipid droplets are vital to the replication of a variety of different pathogens, most prominently the Hepatitis C Virus (HCV), as the putative site of ...

Sample Preparation for Mass Spectrometry-based Identification of RNA-binding Regions

Пробоподготовка для массы на основе спектрометрии идентификации RNA-связывая регионов

Noncoding RNAs play important roles in several nuclear processes, including regulating gene expression, chromatin structure, and DNA repair. In most ...

Optimal Preparation of Formalin Fixed Samples for Peptide Based Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry Imaging Workflows

Оптимальная подготовка формалин фиксированной образцы для пептида основан матрицу помогает лазерная десорбция/ионизации масс-спектрометрия визуализации рабочих процессов

The use of matrix-assisted laser desorption/ionization, mass spectrometry imaging (MALDI MSI) has rapidly expanded, since this technique analyzes a host ...

Leaf Spray Mass Spectrometry: A Rapid Ambient Ionization Technique to Directly Assess Metabolites from Plant Tissues

Масс-спектрометрия спрей лист: Быстрое окружающего ионизации техника непосредственно оценить метаболитов из растительных тканей

Plants produce thousands of small molecules that are diverse in their chemical properties. Mass spectrometry (MS) is a powerful technique for analyzing ...

Nitropeptide Profiling and Identification Illustrated by Angiotensin II

НитропептидНое профилирование и идентификация Иллюстрировано Ангиотензином II

Protein nitration is one of the most important post-translational modifications (PTM) on tyrosine residues and it can be induced by chemical actions of ...

A Plasma Sample Preparation for Mass Spectrometry using an Automated Workstation

Подготовка образца плазмы для масс-спектрометрии с использованием автоматизированной рабочей станции

Sample preparation for mass spectrometry analysis in proteomics requires enzymatic cleavage of proteins into a peptide mixture. This process involves ...

Quantitative Analysis of the Cellular Lipidome of Saccharomyces Cerevisiae Using Liquid Chromatography Coupled with Tandem Mass Spectrometry

Quantitative Analysis of the Cellular Lipidome of Saccharomyces Cerevisiae Using Liquid Chromatography Coupled with Tandem Mass Spectrometry

Количественный анализ клеточного липидома Сахаромиса Церевизии с использованием жидкой хроматографии в сочетании с тандемной масс-спектрометрией

Lipids are structurally diverse amphipathic molecules that are insoluble in water. Lipids are essential contributors to the organization and function of ...

Untargeted Liquid Chromatography-Mass Spectrometry-Based Metabolomics Analysis of Wheat Grain

Нецелевая жидкая хроматография-масс-спектрометрия на основе метаболомики Анализ зерна пшеницы

Understanding the interactions between genes, the environment and management in agricultural practice could allow more accurate prediction and management ...