Měkká laserová desorpce - Soft laser desorption

Měkká laserová desorpce (SLD) je laser desorpce velkých molekul, jejichž výsledkem je ionizace bez fragmentace. "Soft" v kontextu ion formace znamená vytváření iontů bez rozbití chemické vazby. „Tvrdá“ ionizace je tvorba iontů s rozbitím vazeb a tvorbou fragmentových iontů.

Pozadí

Termín "měkká laserová desorpce" nebyl široce používán v USA hmotnostní spektrometrie komunita, která ve většině případů využívá laserová desorpce / ionizace pomocí matice (MALDI) k indikaci měkké laserové desorpční ionizace, která je podporována samostatnou matricovou sloučeninou. Termín měkká laserová desorpce byl používán zejména Nobelova nadace ve veřejných informacích zveřejněných v souvislosti s rokem 2002 Nobelova cena za chemii.[1] Koichi Tanaka získal 1/4 ceny za použití směsi kobalt nanočástice a glycerol v tom, co nazval „metodou ultra jemného kovu plus kapalné matrice“ laserové desorpční ionizace. S tímto přístupem dokázal demonstrovat měkkou ionizaci proteinů.[2] Techniku ​​MALDI předvedl (a název vytvořil) v roce 1985 Michael Karas, Doris Bachmann a Franz Hillenkamp,[3] ale ionizace proteinů pomocí MALDI byla hlášena až v roce 1988, bezprostředně poté, co byly hlášeny výsledky Tanaky.

Někteří argumentovali, že Karas a Hillenkamp si více zaslouží Nobelovu cenu než Tanaka, protože jejich metoda krystalické matrice je mnohem více používána než Tanakova tekutá matice.[4][5] Proti tomuto argumentu stojí skutečnost, že Tanaka jako první použila 337 nm dusíkový laser zatímco Karas a Hillenkamp používali 266 nm Nd: YAG laser. „Moderní“ přístup MALDI vznikl několik let poté, co byla prokázána první měkká laserová desorpce proteinů.[6][7][8]

Termín měkká laserová desorpce se nyní používá k označení metod MALDI i metod bez „matrice“ pro laserovou desorpční ionizaci s minimální fragmentací.[9]

Varianty

Grafit

Přístup s povrchovou laserovou desorpcí / ionizací (SALDI) využívá matici částic kapalina plus grafit.[10][11] Koloidní grafitová matice byla nazývána „GALDI“ pro laserovou desorpci / ionizaci pomocí koloidního grafitu.[12]

Nanostrukturované povrchy

The desorpční ionizace na křemíku (DIOS) přístupem je laserová desorpce / ionizace vzorku uloženého na porézním povrchu křemíku.[13] Hmotnostní spektrometrie nanostruktura-iniciátor (NIMS) je varianta DIOS, která využívá „iniciátorové“ molekuly zachycené v nanostrukturách.[14] Ačkoli se nanostruktury typicky vytvářejí leptáním, lze použít i laserové leptání, například jako u laserem indukovaných křemíkových mikrokolonových polí (LISMA) pro analýzu bez matrice bez hmotnostní spektrometrie.[15]

Nanodráty

Komerční cíl NALDI

Křemíkové nanodráty byly původně vyvinuty jako aplikace DIOS-MS.[16] Tento přístup byl později komercializován, protože laserová desorpce / ionizace (NALDI) využívající Nanowire využívá cíl sestávající z nanodrátů vyrobených z oxidů nebo nitridů kovů.[17] Cíle NALDI jsou k dispozici od Bruker Daltonics (ačkoli jsou uváděny na trh spíše jako cíle „nanostrukturované“ než „nanodráty“).

Povrchově vylepšená laserová desorpce / ionizace (SELDI)

Hlavní článek: povrchově vylepšená laserová desorpce / ionizace

The povrchově vylepšená laserová desorpce / ionizace Varianta (SELDI) je podobná MALDI, ale využívá cíl biochemické afinity.[18][19] Technika známá jako povrchová vylepšená desorpce (SEND)[18] je příbuzná varianta MALDI s maticí je kovalentně spojena s cílovým povrchem. Technologie SELDI byla komercializována společností Ciphergen Biosystems v roce 1997 jako systém ProteinChip. Nyní jej vyrábí a prodává společnost Bio-Rad Laboratoře.

Jiné metody

Technika známá jako laserem indukovaná akustická desorpce (LIAD) je transmisní geometrie LDI s terčem z kovového filmu.[20][21]

Reference

  1. ^ „Nobelova cena za chemii 2002“. Nobelova nadace. 9. října 2002. Citováno 2013-01-31.
  2. ^ Tanaka, Koichi; Hiroaki Waki; Yutaka Ido; Satoshi Akita; Yoshikazu Yoshida; Tamio Yoshida; T. Matsuo (1988). „Proteinové a polymerní analýzy až m / z 100 000 pomocí laserové ionizace hmotnostní spektrometrie doby letu "." Rychlá komunikace v hmotnostní spektrometrii. 2 (8): 151–153. Bibcode:1988RCMS .... 2..151T. doi:10,1002 / rcm.1290020802.
  3. ^ Karas, M .; Bachmann, D .; Hillenkamp, ​​F. (1985). „Vliv vlnové délky ve vysokoodrazové ultrafialové laserové desorpční hmotnostní spektrometrii organických molekul“. Anální. Chem. 57 (14): 2935–9. doi:10.1021 / ac00291a042.
  4. ^ Spinney, Laura (11. prosince 2002). „Kontroverze o Nobelově ceně“. Vědec. Archivovány od originál dne 17. května 2007. Citováno 2007-08-29.
  5. ^ „ABC News Online: 2002 Nobelova cena za chemii vyvolává protesty“. B.U. Most. Bostonská univerzita. Týden od 13. prosince 2002. Citováno 2007-08-29. Zkontrolujte hodnoty data v: | datum = (Pomoc)
  6. ^ Beavis RC, Chait BT (1989). „Hmotnostní spektrometrie s laserovou desorpcí pomocí matice s využitím záření 355 nm“. Rapid Commun. Hmotnostní spektrum. 3 (12): 436–9. Bibcode:1989RCMS .... 3..436B. doi:10,1002 / rcm.1290031208. PMID  2520224.
  7. ^ Beavis RC, Chait BT (1989). "Deriváty kyseliny skořicové jako matrice pro ultrafialovou laserovou desorpční hmotnostní spektrometrii proteinů". Rapid Commun. Hmotnostní spektrum. 3 (12): 432–5. Bibcode:1989RCMS .... 3..432B. doi:10,1002 / rcm.1290031207. PMID  2520223.
  8. ^ Strupat K, Karas M, Hillenkamp F; Karas; Hillenkamp (1991). „Kyselina 2,5-dihidroxybenzoová: nová matice pro hmotnostní spektrometrii s laserovou desorpčně-ionizační hmotou“. Int. J. Mass Spectrom. Iontový proces. 72 (111): 89–102. Bibcode:1991IJMSI.111 ... 89S. doi:10.1016 / 0168-1176 (91) 85050-V.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  9. ^ Vertes, Akos (2007). "Ionizace měkkou laserovou desorpcí - Maldi, Dios a nanostruktury". Laserová ablace a její aplikace. Springerova řada v optických vědách. 129. 505–528. doi:10.1007/978-0-387-30453-3_20. ISBN  978-0-387-30452-6.
  10. ^ Sunner, J .; Dratz, E .; Chen, Y.-C. (1995). „Grafitová povrchová laserová desorpce / ionizace hmotnostní spektrometrie doby letu letu peptidů a proteinů z kapalných roztoků“. Anální. Chem. 67: 4335–42. doi:10.1021 / ac00119a021. PMID  8633776.
  11. ^ Dale, Michael J .; Knochenmuss, Richard; Zenobi, Renato (1996). "Smíšené matice grafit / kapalina pro laserovou desorpci / ionizaci hmotnostní spektrometrií". Analytická chemie. 68 (19): 3321–9. doi:10.1021 / ac960558i. PMID  21619267.
  12. ^ Cha, Sangwon; Yeung, Edward S. (2007). „Koloidní grafitem asistovaná laserová desorpce / ionizace hmotnostní spektrometrií a malými molekulami MSnof. 1. Zobrazování cerebrosidů přímo z tkáně mozku krysy“. Analytická chemie. 79 (6): 2373–85. doi:10.1021 / ac062251h. PMID  17288467.
  13. ^ Wei, J .; Buriak, J. M .; Siuzdak, G. (1999). "Desorpčně-ionizační hmotnostní spektrometrie na porézním křemíku". Příroda. 399: 243–246. Bibcode:1999 Natur.399..243W. doi:10.1038/20400. PMID  10353246.
  14. ^ Northen, Trent R .; Yanes, Oscar; Northen, Michael T .; Marrinucci, Dena; Uritboonthai, Winnie; Apon, Junefredo; Golledge, Stephen L .; Nordström, Anders; Siuzdak, Gary (2007). "Clathrate nanostruktury pro hmotnostní spektrometrii". Příroda. 449 (7165): 1033–6. Bibcode:2007Natur.449.1033N. doi:10.1038 / nature06195. PMID  17960240.
  15. ^ Chen, Yong; Vertes, Akos (2006). "Nastavitelná fragmentace v laserové desorpci / ionizaci z laserem indukovaných silikonových mikrokolonových polí". Analytická chemie. 78 (16): 5835–44. doi:10.1021 / ac060405n. PMID  16906730.
  16. ^ Go EP, Apon JV, Luo G, Saghatelian A, Daniels RH, Sahi V, Dubrow R, Cravatt BF, Vertes A, Siuzdak G (březen 2005). "Desorpce / ionizace na křemíkových nanodrátech". Anal Chem. 77 (6): 1641–6. doi:10.1021 / ac048460o. PMID  15762567.
  17. ^ Kang, Min-Jung; Pyun, Jae-Chul; Lee, Jung-Chul; Choi, Young-Jin; Park, Jae-Hwan; Park, Jae-Gwan; Lee, June-Gunn; Choi, Heon-Jin (2005). „Nanowire-assisted laser desorpce a ionizační hmotnostní spektrometrie pro kvantitativní analýzu malých molekul“. Rychlá komunikace v hmotnostní spektrometrii. 19 (21): 3166–3170. Bibcode:2005RCMS ... 19,3166 tis. doi:10,1002 / rcm.2187.
  18. ^ A b Hutchens, T. W .; Yip, T. T. (1993). "Nové desorpční strategie pro hmotnostní spektrometrickou analýzu makromolekul". Rapid Commun. Hmotnostní spektrum. 7: 576–580. doi:10,1002 / rcm.1290070703.
  19. ^ Poon TC (2007). „Příležitosti a omezení SELDI-TOF-MS v biomedicínském výzkumu: praktické rady“. Odborná recenze proteomiky. 4 (1): 51–65. doi:10.1586/14789450.4.1.51. PMID  17288515.
  20. ^ Golovlev, V. V .; Allman, S.L .; Garrett, W. R .; Taranenko, N. I .; Chen, C. H. (prosinec 1997). "Akustická desorpce indukovaná laserem". International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes. 169–170: 69–78. Bibcode:1997IJMSI.169 ... 69G. doi:10.1016 / S0168-1176 (97) 00209-7.
  21. ^ Somuramasami J, Kenttämaa HI (2007). „Hodnocení nového přístupu k sekvenování peptidů: laserem indukovaná akustická desorpce v kombinaci s chemickou ionizací a kolizí aktivovanou disociací v hmotnostním spektrometru s Fourierovou transformací iontového cyklotronového rezonance“. J. Am. Soc. Hmotnostní spektrum. 18 (3): 525–40. doi:10.1016 / j.jasms.2006.10.009. PMC  1945181. PMID  17157527.

externí odkazy