stringtranslate.com

Мягкая лазерная десорбция

Мягкая лазерная десорбция ( SLD ) — это лазерная десорбция больших молекул, которая приводит к ионизации без фрагментации. «Мягкая» в контексте ионообразования означает образование ионов без разрыва химических связей . «Жесткая» ионизация — это образование ионов с разрывом связей и образованием фрагментарных ионов.

Фон

Термин «мягкая лазерная десорбция» не был широко использован сообществом масс-спектрометрии , которое в большинстве случаев использует матрично-ассистированную лазерную десорбцию/ионизацию (MALDI) для обозначения мягкой лазерной десорбционной ионизации, которой помогает отдельное матричное соединение. Термин мягкая лазерная десорбция был использован наиболее заметно Нобелевским фондом в публичной информации, выпущенной в связи с Нобелевской премией по химии 2002 года . [1] Коичи Танака был награжден 1/4 премии за использование смеси наночастиц кобальта и глицерина в том, что он назвал «ультратонким металлическим плюс жидкоматричным методом» лазерной десорбционной ионизации. С помощью этого подхода он смог продемонстрировать мягкую ионизацию белков. [2] Метод MALDI был продемонстрирован (и название придумано) в 1985 году Майклом Карасом , Дорис Бахманн и Францем Хилленкампом , [3] но ионизация белков с помощью MALDI не была описана до 1988 года, сразу после публикации результатов Танаки.

Некоторые утверждают, что Карас и Хилленкамп больше заслуживают Нобелевской премии, чем Танака, потому что их метод кристаллической матрицы используется гораздо шире, чем метод жидкой матрицы Танаки. [4] [5] Противоположностью этому аргументу является тот факт, что Танака был первым, кто использовал 337 нм азотный лазер , в то время как Карас и Хилленкамп использовали 266 нм лазер Nd:YAG . «Современный» подход MALDI появился 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 десорбционной ионизации с минимальной фрагментацией. [9]

Варианты

Графит

Метод поверхностно-ассистированной лазерной десорбции/ионизации (SALDI) использует матрицу из жидкости и частиц графита. [10] [11] Коллоидная графитовая матрица получила название «GALDI» для коллоидной графит-ассистированной лазерной десорбции/ионизации. [12]

Наноструктурированные поверхности

Метод десорбционной ионизации на кремнии (DIOS) представляет собой лазерную десорбцию/ионизацию образца, нанесенного на пористую поверхность кремния. [13] Масс-спектрометрия с наноструктурным инициатором (NIMS) является вариантом DIOS, который использует молекулы «инициатора», захваченные в наноструктурах. [14] Хотя наноструктуры обычно формируются путем травления, лазерное травление также может использоваться, например, как в лазерно-индуцированных кремниевых микроколоночных матрицах (LISMA) для масс-спектрометрического анализа без матрицы. [15]

Нанопровода

Коммерческая цель NALDI

Кремниевые нанопроволоки изначально разрабатывались как приложение DIOS-MS. [16] Этот подход позже был коммерциализирован как лазерная десорбция/ионизация с помощью нанопроволок (NALDI), использующая мишень, состоящую из нанопроволок, изготовленных из оксидов или нитридов металлов. [17] Мишени NALDI доступны в Bruker Daltonics (хотя они продаются как «наноструктурированные», а не как «нанопроволочные» мишени).

Поверхностно-усиленная лазерная десорбция/ионизация (SELDI)

Вариант поверхностно-усиленной лазерной десорбции/ионизации (SELDI) похож на MALDI, но использует биохимическую аффинную мишень. [18] [19] Метод, известный как поверхностно-усиленная чистая десорбция (SEND) [18], является родственным вариантом MALDI, в котором матрица ковалентно связана с целевой поверхностью. Технология SELDI была коммерциализирована Ciphergen Biosystems в 1997 году как система ProteinChip. В настоящее время она производится и продается Bio-Rad Laboratories.

Другие методы

Метод, известный как лазерно-индуцированная акустическая десорбция (ЛИАД), представляет собой геометрию пропускания ЛДИ с мишенью из металлической пленки. [20] [21]

Ссылки

  1. ^ "Нобелевская премия по химии 2002 года". Нобелевский фонд. 9 октября 2002 г. Получено 31 января 2013 г.
  2. ^ Танака, Коичи; Хироаки Ваки; Ютака Идо; Сатоши Акита; Ёсиказу Ёсида; Тамио Ёсида; Т. Мацуо (1988). «Анализ белков и полимеров до m/z 100 000 методом времяпролетной масс-спектрометрии с лазерной ионизацией». Rapid Communications in Mass Spectrometry . 2 (8): 151–153. Bibcode : 1988RCMS....2..151T. doi : 10.1002/rcm.1290020802.
  3. ^ Карас, М.; Бахманн, Д.; Хилленкамп, Ф. (1985). «Влияние длины волны на высокоинтенсивную ультрафиолетовую лазерную десорбционную масс-спектрометрию органических молекул». Anal. Chem. 57 (14): 2935–9. doi :10.1021/ac00291a042.
  4. ^ Спинни, Лора (11 декабря 2002 г.). "Противоречие вокруг Нобелевской премии". The Scientist . Архивировано из оригинала 17 мая 2007 г. Получено 29 августа 2007 г.
  5. ^ "ABC News Online: Выбор лауреата Нобелевской премии по химии 2002 года вызвал протест". BU Bridge . Бостонский университет . Декабрь 2002. Получено 29 августа 2007 г.
  6. ^ Beavis RC, Chait BT (1989). "Матрично-ассистированная лазерная десорбционная масс-спектрометрия с использованием излучения 355 нм". Rapid Commun. Mass Spectrom . 3 (12): 436–9. Bibcode : 1989RCMS....3..436B. doi : 10.1002/rcm.1290031208. PMID  2520224.
  7. ^ Beavis RC, Chait BT (1989). «Производные коричной кислоты как матрицы для масс-спектрометрии белков с десорбцией ультрафиолетовым лазером». Rapid Commun. Mass Spectrom . 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). "2,5-Дигидроксибензойная кислота: новая матрица для лазерной десорбционно-ионизационной масс-спектрометрии". Int. J. Mass Spectrom. Ion Process . 72 (111): 89–102. Bibcode : 1991IJMSI.111...89S. doi : 10.1016/0168-1176(91)85050-V.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Вертес, Акос (2007). «Мягкая лазерная десорбционная ионизация — Maldi, Dios и наноструктуры». Лазерная абляция и ее применение . Серия Springer в оптических науках. Том 129. стр. 505–528. doi :10.1007/978-0-387-30453-3_20. ISBN 978-0-387-30452-6.
  10. ^ Саннер, Дж.; Дратц, Э.; Чен, И.-Ч. (1995). «Времяпролетная масс-спектрометрия с лазерной десорбцией/ионизацией на графитовой поверхности для пептидов и белков из жидких растворов». Anal. Chem . 67 (23): 4335–42. doi :10.1021/ac00119a021. PMID  8633776.
  11. ^ Дейл, Майкл Дж.; Кнохенмусс, Ричард; Зеноби, Ренато (1996). «Смешанные матрицы графит/жидкость для лазерной десорбционной/ионизационной масс-спектрометрии». Аналитическая химия . 68 (19): 3321–9. doi :10.1021/ac960558i. PMID  21619267.
  12. ^ Ча, Сангвон; Йенг, Эдвард С. (2007). «Масс-спектрометрия с десорбцией/ионизацией коллоидным графитом и MSnof малых молекул. 1. Визуализация цереброзидов непосредственно из ткани мозга крысы». Аналитическая химия . 79 (6): 2373–85. doi :10.1021/ac062251h. PMID  17288467.
  13. ^ Wei, J.; Buriak, JM; Siuzdak, G. (1999). «Десорбционно-ионизационная масс-спектрометрия на пористом кремнии». Nature . 399 (6733): 243–246. Bibcode :1999Natur.399..243W. doi :10.1038/20400. PMID  10353246. S2CID  4314372.
  14. ^ Нортен, Трент Р.; Янес, Оскар; Нортен, Майкл Т.; Марринуччи, Дена; Уритбунтай, Винни; Апон, Джунефредо; Голледж, Стивен Л.; Нордстрём, Андерс; Сиуздак, Гэри (2007). «Клатратные наноструктуры для масс-спектрометрии». Nature . 449 (7165): 1033–6. Bibcode :2007Natur.449.1033N. doi :10.1038/nature06195. PMID  17960240. S2CID  4404703.
  15. ^ Чен, Йонг; Вертес, Акос (2006). «Регулируемая фрагментация при лазерной десорбции/ионизации из лазерно-индуцированных кремниевых микроколоночных массивов». Аналитическая химия . 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 (март 2005 г.). «Десорбция/ионизация на кремниевых нанопроводах». 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). "Лазерная десорбция с использованием нанопроволок и ионизационная масс-спектрометрия для количественного анализа малых молекул". Rapid Communications in Mass Spectrometry . 19 (21): 3166–3170. Bibcode : 2005RCMS...19.3166K. doi : 10.1002/rcm.2187.
  18. ^ ab Hutchens, TW; Yip, TT (1993). "Новые стратегии десорбции для масс-спектрометрического анализа макромолекул". Rapid Commun. Mass Spectrom . 7 (7): 576–580. Bibcode : 1993RCMS....7..576H. doi : 10.1002/rcm.1290070703.
  19. ^ Poon TC (2007). «Возможности и ограничения SELDI-TOF-MS в биомедицинских исследованиях: практические советы». Expert Review of Proteomics . 4 (1): 51–65. doi :10.1586/14789450.4.1.51. PMID  17288515. S2CID  30115034.
  20. ^ Головлев, В.В.; Оллман, С.Л.; Гарретт, В.Р.; Тараненко, Н.И.; Чен, Ч.Х. (декабрь 1997 г.). «Лазерно-индуцированная акустическая десорбция». Международный журнал масс-спектрометрии и ионных процессов . 169–170: 69–78. Bibcode :1997IJMSI.169...69G. doi :10.1016/S0168-1176(97)00209-7.
  21. ^ Somuramasami J, Kenttämaa HI (2007). «Оценка нового подхода к секвенированию пептидов: лазерно-индуцированная акустическая десорбция в сочетании с химической ионизацией и диссоциацией, активированной столкновениями, в масс-спектрометре с ионным циклотронным резонансом и преобразованием Фурье». J. Am. Soc. Mass Spectrom . 18 (3): 525–40. doi :10.1016/j.jasms.2006.10.009. PMC 1945181. PMID 17157527  . 

Внешние ссылки