Ионизация с помощью матрицы
В масс-спектрометрии ионизация с помощью матрицы (также ионизация на входе ) представляет собой метод ионизации с низкой фрагментацией (мягкой) , который включает в себя перенос частиц аналита и образца матрицы из атмосферного давления (AP) в нагретую входную трубку, соединяющую область AP с вакуум масс-анализатора . [1] [2]
Первоначальная ионизация происходит при падении давления во впускной трубке.
Ионизация на входе аналогична ионизации электрораспылением в том смысле, что используется система растворителей с обращенной фазой, а образующиеся ионы сильно заряжены, однако не всегда требуется напряжение или лазер. [3] Это очень чувствительный процесс для малых и больших молекул, таких как пептиды , белки. [3] и липиды [4] который можно соединить с жидкостным хроматографом .
Методы ионизации на входе можно использовать с масс-анализатором Orbitrap , масс-спектрометром с преобразованием Фурье Orbitrap , квадруполем с линейной ловушкой и MALDI-TOF .
Типы входной ионизации
[ редактировать ]Ионизация на входе с помощью матрицы
[ редактировать ]
При ионизации на входе с помощью матрицы (MAII) матрица , которая может быть растворителем, используется при температуре окружающей среды с интересующим аналитом в виде смеси. Смесь матрица/аналит вводят в нагретую входную трубку, постукивая по смеси через открытый конец трубки. Для образования высокозаряженных ионов аналита в результате ионизации должна произойти десольватация молекул матрицы.Матрицы, которые можно использовать, включают в себя: [4] 2,5-дигидроксибензойная кислота , 2,5-дигидроксиацетофенон , 2-аминобензиловый спирт , антраниловая кислота и 2-гидроксиацетофенон .
Ионизация на входе лазерным распылением
[ редактировать ]
Ионизация на входе лазерным распылением (LSII) является разновидностью MAII и использует метод матричной лазерной десорбции/ионизации ( MALDI ). Первоначально он назывался лазерной десорбцией / ионизацией с помощью матрицы при атмосферном давлении, однако был переименован в LSII, чтобы избежать путаницы с MALDI и поскольку было обнаружено, что это тип ионизации на входе. [3] [5] Как и все методы ионизации на входе, образуются многозарядные ионы. Азотный лазер используется для абляции твердой матрицы/аналита в нагретую входную трубку, наблюдаемые ионы генерируются на поверхности матрицы/аналита, поэтому лазер не участвует напрямую в ионизации, как первоначально предполагалось. [4] LSII может определять молекулярную массу белков и, как было обнаружено, обнаруживает массы белков до 20 000 Да . Чувствительность LSII для обнаружения белков на порядок выше по сравнению с ESI . [6]
Ионизация на входе с помощью растворителя
[ редактировать ]
Ионизация на входе с помощью растворителя (SAII) аналогична ионизации на входе с помощью матрицы, однако матрица представляет собой растворитель, такой как вода, ацетонитрил и метанол . [3] Этот метод ионизации очень чувствителен к малым молекулам, пептидам и белкам. [3] Аналит растворяется в растворителе и может быть либо введен в нагретую входную трубку с помощью капиллярной колонки, либо непосредственно введен во входную трубку с помощью шприца или пипетирования. Капиллярная колонка состоит из частиц плавленого кварца, один конец которой погружен в растворитель пробы, а другой - в конец нагреваемой входной трубки. Растворитель протекает через капиллярную колонку без использования насоса из-за разницы давлений между давлением окружающей среды и вакуумом. [7]
Температура во входной трубке может варьироваться от 50 °C до 450 °C, при этом используется более низкая температура, если результаты, полученные при более высокой температуре, имеют хорошее разрешение. [ нужны разъяснения ] [4] Ионизация на входе с помощью растворителя может сочетаться не только с жидкостной хроматографией (ЖХ), но и с нано-ЖХ.
Преимущества входной ионизации
[ редактировать ]Ионизация при атмосферном давлении часто приводит к потере ионов при переносе ионов из области окружающего давления в вакуум масс-анализатора. [8] Ионы теряются из-за распыления аналита и «потери обода», в результате чего меньшее количество ионов достигает вакуума для m/z разделения . Первоначальная ионизация происходит в области давления ниже атмосферного в нагретой входной трубке, которая непосредственно соединена с вакуумом масс-анализатора, поэтому потери ионов уменьшаются, поскольку перенос ионов не происходит.
В LSII использование лазера повышает качество изображения за счет лучшего пространственного разрешения . [4] Здесь создается больше пикселей и получается более четкое изображение.
Образуются многозарядные ионы. дальнейшее расширение диапазона масс.
Для фрагментации молекул можно использовать несколько методов, вызывающих фрагментацию структурной информации: диссоциация с переносом электрона (ETD), диссоциация, вызванная столкновением (CID), и электронно-захватная диссоциация (ДЗЭ). [ нужна ссылка ]
При использовании лазера необходимы только небольшие объемы. [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Тримпин, Сара (2015). « Магическая» ионизационная масс-спектрометрия» . Журнал Американского общества масс-спектрометрии . 27 (1): 4–21. дои : 10.1007/s13361-015-1253-4 . ISSN 1044-0305 . ПМЦ 4686549 . ПМИД 26486514 .
- ^ Пикок, Патрисия М.; Чжан, Вэнь-Цзин; Тримпин, Сара (2017). «Достижения в области ионизации для масс-спектрометрии». Аналитическая химия . 89 (1): 372–388. дои : 10.1021/acs.analchem.6b04348 . ISSN 0003-2700 . ПМИД 28105828 .
- ^ Jump up to: а б с д и Пагнотти, Винсент С.; Инутан, Эллен Д.; Маршалл, Даррелл Д.; МакИвен, Чарльз Н.; Тримпин, Сара (2011). «Входная ионизация: новый высокочувствительный подход к жидкостной хроматографии / масс-спектрометрии малых и больших молекул». Аналитическая химия . 83 (20): 7591–7594. дои : 10.1021/ac201982r . ISSN 0003-2700 . ПМИД 21899326 .
- ^ Jump up to: а б с д и Ли, Цзин; Инутан, Эллен Д.; Ван, Бэйси; Литц, Кристофер Б.; Грин, Дэниел Р.; Мэнли, Кори Д.; Ричардс, Алисия Л.; Маршалл, Даррелл Д.; Лингенфельтер, Стивен; Рен, Юэ; Тримпин, Сара (2012). «Ионизация с помощью матрицы: новые ароматические и неароматические матричные соединения, производящие многозарядные ионы липидов, пептидов и белков в положительном и отрицательном режиме, наблюдаемые непосредственно с поверхностей» . Журнал Американского общества масс-спектрометрии . 23 (10): 1625–1643. Бибкод : 2012JASMS..23.1625L . дои : 10.1007/s13361-012-0413-z . ISSN 1044-0305 . ПМИД 22895857 .
- ^ Тримпин, С.; Инутан, Эд; Херат, Теннесси; МакИвен, Китай (2009). «Ионизация лазерным распылением, новый метод MALDI при атмосферном давлении для получения высокозаряженных ионов газовой фазы пептидов и белков непосредственно из твердых растворов» . Молекулярная и клеточная протеомика . 9 (2): 362–367. дои : 10.1074/mcp.M900527-MCP200 . ISSN 1535-9476 . ПМЦ 2830846 . ПМИД 19955086 .
- ^ Инутан, Эд; Ричардс, Алабама; Вагер-Миллер, Дж.; Маки, К.; МакИвен, Китай; Тримпин, С. (2011). «Ионизация лазерным распылением, новый метод анализа белков непосредственно из тканей при атмосферном давлении со сверхвысоким разрешением по массе и диссоциацией с переносом электронов» . Молекулярная и клеточная протеомика . 10 (2): М110.000760. дои : 10.1074/mcp.M110.000760 . ПМК 3033668 . ПМИД 20855542 .
- ^ Ван, Бэйси; Тримпин, Сара (2014). «Высокопроизводительный вход для ионизации с помощью растворителя для использования в масс-спектрометрии». Аналитическая химия . 86 (2): 1000–1006. дои : 10.1021/ac400867b . ISSN 0003-2700 . ПМИД 24093975 .
- ^ Шихан EW, Уиллоуби RC. 13 июня 2006 г. Патент США № 7 060 976.
- ^ Инутан, Эд; Ричардс, Алабама; Вагер-Миллер, Дж.; Маки, К.; МакИвен, Китай; Тримпин, С. (2010). «Ионизация лазерным распылением, новый метод анализа белков непосредственно из тканей при атмосферном давлении со сверхвысоким разрешением по массе и диссоциацией с переносом электронов» . Молекулярная и клеточная протеомика . 10 (2): М110.000760. дои : 10.1074/mcp.M110.000760 . ISSN 1535-9476 . ПМК 3033668 . ПМИД 20855542 .