Мягкая лазерная десорбция
Мягкая лазерная десорбция ( МЛД ) — это лазерная десорбция крупных молекул, приводящая к ионизации без фрагментации. «Мягкий» в контексте образования ионов означает образование ионов без разрыва химических связей . «Жесткая» ионизация — это образование ионов с разрывом связей и образованием фрагментных ионов.
Фон
[ редактировать ]Термин «мягкая лазерная десорбция» не получил широкого распространения в сообществе масс-спектрометров , которое в большинстве случаев использует матричную лазерную десорбцию/ионизацию (MALDI) для обозначения ионизации мягкой лазерной десорбции, которой способствует отдельное матричное соединение. Термин «мягкая лазерная десорбция» чаще всего использовался Нобелевским фондом в публичной информации, опубликованной в связи с вручением Нобелевской премии по химии 2002 года . [1] Коичи Танака получил 1/4 премии за использование смеси кобальта наночастиц и глицерина в методе, который он назвал «методом сверхтонкого металла плюс жидкая матрица» лазерной десорбционной ионизации. Благодаря такому подходу ему удалось продемонстрировать мягкую ионизацию белков. [2] Техника MALDI была продемонстрирована (и название было придумано) в 1985 году Майклом Карасом , Дорис Бахманн и Францем Хилленкампом . [3] но об ионизации белков с помощью MALDI не сообщалось до 1988 года, сразу после того, как были опубликованы результаты Танаки.
Некоторые утверждают, что Карас и Хилленкамп более заслуживали Нобелевской премии, чем Танака, потому что их метод кристаллической матрицы используется гораздо шире, чем жидкая матрица Танаки. [4] [5] Противоположностью этому аргументу является тот факт, что Танака был первым, кто использовал азотный лазер с длиной волны 337 нм , в то время как Карас и Хилленкамп использовали лазер Nd:YAG с длиной волны 266 нм . «Современный» подход MALDI возник через несколько лет после того, как была продемонстрирована первая мягкая лазерная десорбция белков. [6] [7] [8]
Термин «мягкая лазерная десорбция» теперь используется для обозначения MALDI, а также «безматричных» методов лазерной десорбции ионизации с минимальной фрагментацией. [9]
Варианты
[ редактировать ]Графит
[ редактировать ]В методе поверхностно-активированной лазерной десорбции/ионизации (SALDI) используется матрица из жидкости и частиц графита. [10] [11] Коллоидная графитовая матрица получила название «GALDI» для лазерной десорбции / ионизации с помощью коллоидного графита. [12]
Наноструктурированные поверхности
[ редактировать ]Метод десорбционной ионизации на кремнии (ДИОС) представляет собой лазерную десорбцию/ионизацию образца, нанесенного на поверхность пористого кремния. [13] Масс-спектрометрия наноструктур-инициатора (NIMS) представляет собой вариант DIOS, в котором используются молекулы-«инициаторы», захваченные в наноструктурах. [14] Хотя наноструктуры обычно формируются путем травления, лазерное травление также можно использовать, например, как в матрицах кремниевых микроколонок, индуцированных лазером (LISMA), для безматричного масс-спектрометрического анализа. [15]
Нанопровода
[ редактировать ]
Кремниевые нанопроволоки изначально разрабатывались как приложение DIOS-MS. [16] Позже этот подход был коммерциализирован, поскольку в лазерной десорбции / ионизации с помощью нанопроволок (NALDI) используется мишень, состоящая из нанопроволок, изготовленных из оксидов или нитридов металлов. [17] Мишени NALDI доступны от Bruker Daltonics (хотя они продаются как «наноструктурированные», а не как «нанопроволочные» мишени).
Лазерная десорбция/ионизация с усилением поверхности (SELDI)
[ редактировать ]Вариант лазерной десорбции/ионизации с усиленной поверхностью (SELDI) аналогичен MALDI, но использует мишень биохимического сродства. [18] [19] Метод, известный как чистая десорбция с усиленной поверхностью (SEND). [18] представляет собой родственный вариант MALDI, матрица которого ковалентно связана с целевой поверхностью. Технология SELDI была коммерциализирована компанией Ciphergen Biosystems в 1997 году как система ProteinChip. В настоящее время он производится и продается компанией Bio-Rad Laboratories.
Другие методы
[ редактировать ]Метод, известный как лазерно-индуцированная акустическая десорбция (LIAD), представляет собой геометрию пропускания LDI с мишенью из металлической пленки. [20] [21]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Нобелевская премия по химии 2002» . Нобелевский фонд. 9 октября 2002 года . Проверено 31 января 2013 г.
- ^ Танака, Коичи; Хироаки Ваки; Ютака Идо; Сатоши Акита; Ёсиказу Ёсида; Тамио Ёсида; Т. Мацуо (1988). «Анализ белков и полимеров до m/z 100 000 с помощью времяпролетной масс-спектрометрии с лазерной ионизацией». Быстрая связь в масс-спектрометрии . 2 (8): 151–153. Бибкод : 1988RCMS....2..151T . дои : 10.1002/rcm.1290020802 .
- ^ Карась, М.; Бахманн, Д.; Хилленкамп, Ф. (1985). «Влияние длины волны в масс-спектрометрии органических молекул с ультрафиолетовой лазерной десорбцией при сильном излучении». Анальный. хим. 57 (14): 2935–9. дои : 10.1021/ac00291a042 .
- ^ Спинни, Лаура (11 декабря 2002 г.). «Спор о Нобелевской премии» . Ученый . Архивировано из оригинала 17 мая 2007 года . Проверено 29 августа 2007 г.
- ^ «ABC News Online: Выбор Нобелевской премии по химии 2002 года вызвал протест» . БУ Мост . Бостонский университет . Декабрь 2002 года . Проверено 29 августа 2007 г.
- ^ Бивис Р.К., Хаит Б.Т. (1989). «Матричная лазерно-десорбционная масс-спектрометрия с использованием излучения 355 нм». Быстрая коммуникация. Масс-спектр . 3 (12): 436–9. Бибкод : 1989RCMS....3..436B . дои : 10.1002/rcm.1290031208 . ПМИД 2520224 .
- ^ Бивис Р.К., Хаит Б.Т. (1989). «Производные коричной кислоты как матрицы для масс-спектрометрии белков с ультрафиолетовой лазерной десорбцией». Быстрая коммуникация. Масс-спектр . 3 (12): 432–5. Бибкод : 1989RCMS....3..432B . дои : 10.1002/rcm.1290031207 . ПМИД 2520223 .
- ^ Струпат К., Карас М., Хилленкамп Ф.; Карас; Хилленкамп (1991). «2,5-Дигидроксибензойная кислота: новая матрица для лазерной десорбционно-ионизационной масс-спектрометрии». Межд. Дж. Масс-спектр. Ионный процесс . 72 (111): 89–102. Бибкод : 1991IJMSI.111...89S . дои : 10.1016/0168-1176(91)85050-В .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Вертес, Акос (2007). «Мягкая лазерная десорбционная ионизация — Мальди, Диос и наноструктуры». Лазерная абляция и ее применение . Серия Спрингера по оптическим наукам. Том. 129. стр. 505–528. дои : 10.1007/978-0-387-30453-3_20 . ISBN 978-0-387-30452-6 .
- ^ Саннер, Дж.; Драц, Э.; Чен, Ю.-К. (1995). «Времяпролетная масс-спектрометрия пептидов и белков из жидких растворов с помощью лазерной десорбции / ионизации графитовой поверхности». Анальный. Хим . 67 (23): 4335–42. дои : 10.1021/ac00119a021 . ПМИД 8633776 .
- ^ Дейл, Майкл Дж.; Кнохенмусс, Ричард; Зеноби, Ренато (1996). «Смешанные матрицы графит/жидкость для масс-спектрометрии лазерной десорбции/ионизации». Аналитическая химия . 68 (19): 3321–9. дои : 10.1021/ac960558i . ПМИД 21619267 .
- ^ Ча, Санвон; Юнг, Эдвард С. (2007). «Масс-спектрометрия лазерной десорбции / ионизации с коллоидным графитом и MSn малых молекул. 1. Визуализация цереброзидов непосредственно из ткани мозга крысы». Аналитическая химия . 79 (6): 2373–85. дои : 10.1021/ac062251h . ПМИД 17288467 .
- ^ Вэй, Дж.; Буряк, Ю.М.; Сюздак, Г. (1999). «Десорбционно-ионизационная масс-спектрометрия на пористом кремнии». Природа . 399 (6733): 243–246. Бибкод : 1999Natur.399..243W . дои : 10.1038/20400 . ПМИД 10353246 . S2CID 4314372 .
- ^ Нортен, Трент Р.; Янес, Оскар; Нортен, Майкл Т.; Марринуччи, Дена; Уритбунтхай, Винни; Апон, Джунфредо; Голледж, Стивен Л.; Нордстрем, Андерс; Сюздак, Гэри (2007). «Клатратные наноструктуры для масс-спектрометрии». Природа . 449 (7165): 1033–6. Бибкод : 2007Natur.449.1033N . дои : 10.1038/nature06195 . ПМИД 17960240 . S2CID 4404703 .
- ^ Чен, Юн; Вертес, Акос (2006). «Регулируемая фрагментация при лазерной десорбции/ионизации из кремниевых микроколонок, индуцированных лазером». Аналитическая химия . 78 (16): 5835–44. дои : 10.1021/ac060405n . ПМИД 16906730 .
- ^ Го Э.П., Апон Дж.В., Луо Г., Сагателян А., Дэниелс Р.Х., Сахи В., Дубров Р., Краватт Б.Ф., Вертес А., Сиуздак Г. (март 2005 г.). «Десорбция/ионизация на кремниевых нанопроволоках». Анальная химия . 77 (6): 1641–6. дои : 10.1021/ac048460o . ПМИД 15762567 .
- ^ Канг, Мин Юнг; Пьюн, Джэ-Чуль; Ли, Юнг-Чул; Чой, Ён Джин; Пак, Джэ Хван; Пак, Джэ-Гван; Ли, Джун-Ганн; Чхве, Хон Джин (2005). «Лазерная десорбция и ионизация с помощью нанопроволоки масс-спектрометрия для количественного анализа малых молекул». Быстрая связь в масс-спектрометрии . 19 (21): 3166–3170. Бибкод : 2005RCMS...19.3166K . дои : 10.1002/rcm.2187 .
- ^ Jump up to: а б Хатченс, ТВ; Йип, ТТ (1993). «Новые стратегии десорбции для масс-спектрометрического анализа макромолекул». Быстрая коммуникация. Масс-спектр . 7 (7): 576–580. Бибкод : 1993RCMS....7..576H . дои : 10.1002/rcm.1290070703 .
- ^ Пун Т.С. (2007). «Возможности и ограничения SELDI-TOF-MS в биомедицинских исследованиях: практические советы». Экспертное обозрение по протеомике . 4 (1): 51–65. дои : 10.1586/14789450.4.1.51 . ПМИД 17288515 . S2CID 30115034 .
- ^ Головлев В.В.; Оллман, СЛ; Гарретт, WR; Тараненко Н.И.; Чен, Швейцария (декабрь 1997 г.). «Лазерно-акустическая десорбция». Международный журнал масс-спектрометрии и ионных процессов . 169–170: 69–78. Бибкод : 1997IJMSI.169...69G . дои : 10.1016/S0168-1176(97)00209-7 .
- ^ Сомурамасами Дж., Кенттямаа Х.И. (2007). «Оценка нового подхода к секвенированию пептидов: лазерно-индуцированная акустическая десорбция в сочетании с химической ионизацией и диссоциацией, активируемой столкновениями, в масс-спектрометре с ионно-циклотронным резонансом с преобразованием Фурье» . Дж. Ам. Соц. Масс-спектр . 18 (3): 525–40. дои : 10.1016/j.jasms.2006.10.009 . ЧВК 1945181 . ПМИД 17157527 .
