Мягкая лазерная десорбция - Soft laser desorption

Мягкая лазерная десорбция (SLD) - это лазер десорбция больших молекул, что приводит к ионизация без фрагментации. «Мягкий» в контексте ион образование означает формирование ионов без разрушения химические связи. «Жесткая» ионизация - это образование ионов с разрывом связей и образованием фрагментных ионов.

Фон

Термин «мягкая лазерная десорбция» не получил широкого распространения. масс-спектрометрии сообщество, которое в большинстве случаев использует матричная лазерная десорбция / ионизация (MALDI) для обозначения мягкой лазерной десорбционной ионизации, которой способствует отдельное матричное соединение. Термин "мягкая лазерная десорбция" наиболее широко использовался специалистами Нобелевский фонд в публичной информации, выпущенной в связи с Нобелевская премия по химии.[1] Коичи Танака был удостоен 1/4 премии за использование смеси кобальт наночастицы и глицерин в том, что он назвал методом лазерной десорбционной ионизации «ультратонкий металл плюс жидкая матрица». С помощью этого подхода он смог продемонстрировать мягкую ионизацию белков.[2] Техника MALDI была продемонстрирована (и название придумано) в 1985 г. Майкл Карас, Дорис Бахманн и Франц Хилленкамп,[3] но об ионизации белков с помощью MALDI не сообщалось до 1988 года, сразу после того, как были опубликованы результаты Танаки.

Некоторые утверждали, что Карас и Хилленкамп более заслуживают Нобелевской премии, чем Танака, потому что их метод кристаллической матрицы используется гораздо шире, чем жидкая матрица Танаки.[4][5] Противодействием этому аргументу является тот факт, что Танака первым использовал 337-нм азотный лазер в то время как Карас и Хилленкамп использовали 266 нм Nd: YAG лазер. «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 десорбционной ионизации с минимальной фрагментацией.[9]

Варианты

Графитовый

В подходе с поверхностной лазерной десорбцией / ионизацией (SALDI) используется матрица жидкость плюс графитовые частицы.[10][11] Коллоидная графитовая матрица была названа «GALDI» для лазерной десорбции / ионизации с использованием коллоидного графита.[12]

Наноструктурированные поверхности

В десорбционная ионизация на кремнии (DIOS) подход заключается в лазерной десорбции / ионизации образца, нанесенного на поверхность пористого кремния.[13] Масс-спектрометрия наноструктуры-инициатора (NIMS) представляет собой вариант DIOS, в котором используются молекулы «инициатора», захваченные в наноструктурах.[14] Хотя наноструктуры обычно формируются травлением, можно также использовать лазерное травление, например, как в массивах кремниевых микроколонок, индуцированных лазером (LISMA), для масс-спектрометрического анализа без матрицы.[15]

Нанопровода

Коммерческая цель NALDI

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

Лазерная десорбция / ионизация с улучшенной поверхностью (SELDI)

Основная статья: лазерная десорбция / ионизация с поверхностным усилением

В лазерная десорбция / ионизация с поверхностным усилением (SELDI) вариант аналогичен MALDI, но использует мишень биохимического сродства.[18][19] Метод, известный как чистая десорбция с улучшенной поверхностью (ОТПРАВИТЬ)[18] является родственным вариантом MALDI с матрицей, ковалентно связанной с целевой поверхностью. Технология SELDI была коммерциализирована Ciphergen Biosystems в 1997 году как система ProteinChip. Сейчас он производится и продается Био-Рад Лаборатории.

Другие методы

Метод, известный как лазерно-индуцированная акустическая десорбция (LIAD), представляет собой пропускающую геометрию LDI с металлической пленкой-мишенью.[20][21]

Рекомендации

  1. ^ "Нобелевская премия по химии 2002 г.". Нобелевский фонд. 9 октября 2002 г.. Получено 2013-01-31.
  2. ^ Танака, Коичи; Хироаки Ваки; Ютака Идо; Сатоши Акита; Ёсиказу Ёсида; Тамио Йошида; Т. Мацуо (1988). «Анализ белков и полимеров до м / з 100 000 методом лазерной ионизационной времяпролетной масс-спектрометрии ». Быстрые коммуникации в масс-спектрометрии. 2 (8): 151–153. Bibcode:1988RCMS .... 2..151T. Дои:10.1002 / RCM.1290020802.
  3. ^ Карась, М .; Бахманн, Д .; Хилленкамп, Ф. (1985). «Влияние длины волны в ультрафиолетовой лазерной десорбционной масс-спектрометрии органических молекул с высоким уровнем излучения». Анальный. Chem. 57 (14): 2935–9. Дои:10.1021 / ac00291a042.
  4. ^ Спинни, Лаура (11 декабря 2002 г.). «Споры о Нобелевской премии». Ученый. Архивировано из оригинал 17 мая 2007 г.. Получено 2007-08-29.
  5. ^ "ABC News Online: Выбор Нобелевской премии в области химии за 2002 год вызывает протест". Б.У. Мост. Бостонский университет. Неделя от 13 декабря 2002 года. Получено 2007-08-29. Проверить значения даты в: | дата = (помощь)
  6. ^ Бивис Р.С., Чайт Б.Т. (1989). «Матричная лазерно-десорбционная масс-спектрометрия с использованием излучения 355 нм». Rapid Commun. Масс-спектрометрия. 3 (12): 436–9. Bibcode:1989RCMS .... 3..436B. Дои:10.1002 / RCM.1290031208. PMID  2520224.
  7. ^ Бивис Р.С., Чайт Б.Т. (1989). «Производные коричной кислоты как матрицы для ультрафиолетовой лазерной десорбционной масс-спектрометрии белков». Rapid Commun. Масс-спектрометрия. 3 (12): 432–5. Bibcode:1989RCMS .... 3..432B. Дои:10.1002 / RCM.1290031207. PMID  2520223.
  8. ^ Струпат К., Карас М., Хилленкамп Ф; Карась; Хилленкамп (1991). «2,5-Дигидроксибензойная кислота: новая матрица для лазерной десорбционно-ионизационной масс-спектрометрии». Int. J. Mass Spectrom. Ионный процесс. 72 (111): 89–102. Bibcode:1991IJMSI.111 ... 89S. Дои:10.1016 / 0168-1176 (91) 85050-В.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  9. ^ Вертес, Акос (2007). «Мягкая лазерная десорбционная ионизация - Мальди, Диос и наноструктуры». Лазерная абляция и ее применение. Серия Спрингера в оптических науках. 129. С. 505–528. Дои:10.1007/978-0-387-30453-3_20. ISBN  978-0-387-30452-6.
  10. ^ Sunner, J .; Dratz, E .; Чен, Ю.-К. (1995). «Времяпролетная масс-спектрометрия пептидов и белков из жидких растворов с лазерной десорбцией / ионизацией с использованием графитовой поверхности». Анальный. Chem. 67: 4335–42. Дои:10.1021 / ac00119a021. PMID  8633776.
  11. ^ Дейл, Майкл Дж .; Knochenmuss, Ричард; Зеноби, Ренато (1996). "Матрицы смешанные графит / жидкость для лазерной десорбции / ионизационной масс-спектрометрии". Аналитическая химия. 68 (19): 3321–9. Дои:10.1021 / ac960558i. PMID  21619267.
  12. ^ Ча, Сангвон; Юнг, Эдвард С. (2007). «Коллоидная графитовая лазерная десорбционная / ионизационная масс-спектрометрия и MSnof малых молекул. 1. Визуализация цереброзидов непосредственно из ткани мозга крысы». Аналитическая химия. 79 (6): 2373–85. Дои:10.1021 / ac062251h. PMID  17288467.
  13. ^ Wei, J .; Buriak, J.M .; Сюздак, Г. (1999). «Десорбционно-ионизационная масс-спектрометрия на пористом кремнии». Природа. 399: 243–246. Bibcode:1999Натура.399..243Вт. Дои:10.1038/20400. PMID  10353246.
  14. ^ Northen, Trent R .; Янес, Оскар; Northen, Майкл Т .; Марринуччи, Дена; Уритбунтай, Винни; Апон, Джунфредо; Голледж, Стивен Л .; Нордстрём, Андерс; Сюздак, Гэри (2007). «Клатратные наноструктуры для масс-спектрометрии». Природа. 449 (7165): 1033–6. Bibcode:2007Натура.449.1033Н. Дои:10.1038 / природа06195. PMID  17960240.
  15. ^ Чен, Юн; Вертес, Акос (2006). "Регулируемая фрагментация при лазерной десорбции / ионизации с помощью лазерно-индуцированных кремниевых микроколонок". Аналитическая химия. 78 (16): 5835–44. Дои: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). «Десорбция / ионизация на кремниевых нанопроводах». Анальный хим. 77 (6): 1641–6. Дои:10.1021 / ac048460o. PMID  15762567.
  17. ^ Канг, Мин-Юнг; Пьюн, Чже-Чул; Ли, Чон-Чул; Чой, Ён-Джин; Пак, Джэ-Хван; Пак, Джэ-Гван; Ли, Джун-Ганн; Чой, Хон-Джин (2005). «Нанопроволочная лазерная десорбционная и ионизационная масс-спектрометрия для количественного анализа малых молекул». Быстрые коммуникации в масс-спектрометрии. 19 (21): 3166–3170. Bibcode:2005RCMS ... 19,3166K. Дои:10.1002 / rcm.2187.
  18. ^ а б Hutchens, T. W .; Ип, Т. Т. (1993). «Новые десорбционные стратегии для масс-спектрометрического анализа макромолекул». Rapid Commun. Масс-спектрометрия. 7: 576–580. Дои:10.1002 / RCM. 1290070703.
  19. ^ Пун TC (2007). «Возможности и ограничения SELDI-TOF-MS в биомедицинских исследованиях: практические советы». Экспертный обзор протеомики. 4 (1): 51–65. Дои:10.1586/14789450.4.1.51. PMID  17288515.
  20. ^ Головлев, В. В .; Allman, S.L .; Garrett, W. R .; Тараненко, Н. И .; Чен, К. Х. (декабрь 1997 г.). «Лазерная акустическая десорбция». Международный журнал масс-спектрометрии и ионных процессов. 169–170: 69–78. Bibcode:1997IJMSI.169 ... 69G. Дои:10.1016 / S0168-1176 (97) 00209-7.
  21. ^ Сомурамасами Дж., Кенттамаа 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 ионным циклотронным резонансом с преобразованием Фурье». Варенье. Soc. Масс-спектрометрия. 18 (3): 525–40. Дои:10.1016 / j.jasms.2006.10.009. ЧВК  1945181. PMID  17157527.

внешняя ссылка