2016年10月28日
本文演示了一种通过在样品干燥过程中调控基底温度来降低MALDI质谱中离子信号空间异质性的实验方案。
该MALDI质谱样品制备方法的总体目标是降低MALDI质谱分析过程中离子信号的空间异质性。通过调控样品液滴在干燥过程中的流体动力学流动,建立了一个受控良好的干燥环境,从而对传统的干滴法进行了优化。该技术的主要优势在于,采用优化后的干滴法所制备样品的离子信号空间异质性可被有效降低。尽管该方法可为THAP质谱系统提供均质的样品。
该方法也可应用于其他质谱体系,例如 α-氰基-4-羟基肉桂酸(alpha-Cyano-4-hydroxycinnamic acid)。通常,初次接触该方法的研究人员会遇到困难,因为难以控制干燥条件。开始此操作时,打开干燥室的门,并立即将一块预先清洁好的样品靶板放置在铜基底座上。
然后,关闭舱门。手动调节气体流量计,将氮气流速设定为10标准立方英尺每小时。随后,微调气体流量计,确保干燥室内的相对湿度始终低于25%,湿度值由湿度计测定。
使用 K 型热电偶监测温度,手动调节水循环器温度,直至样品载样台达到实验所需的 5 摄氏度。在点样前,确保达到所需的温度和相对湿度。在微量离心管中混合 0.25 微升 0.1 摩尔 THAP 溶液与 0.25 微升目标分析物。
将样品涡旋振荡三秒钟。然后,离心样品两秒钟,使溶液聚集在微量离心管底部。离心后,打开干燥室的门,用移液器小心地将0.1微升溶液滴加到样品板上。
立即关闭门,等待样品液滴完全干燥。当样品板温度低于周围环境时,液滴内环流的平均流速显著增加,从而促进分子的重新分布。样品点样是决定数据质量和可重复性的最关键步骤。
预混的样品溶液需要立即点样到样品板上,以确保样品在受控条件下结晶。干燥后,打开干燥室的门。
然后,将水循环器温度设置为25摄氏度。待样品板温度恢复至25摄氏度后,从干燥室中取出样品板。在五倍放大体视显微镜下观察样品形貌,并拍摄明场图像。
此时,将样品板插入基质辅助激光解吸电离质谱仪(MALDI质谱仪)中,然后进行成像质谱分析。从结果窗口显示的质量列表中选择一个特征性质荷比峰,点击“2D”以生成二维离子图像。
接下来,点击弹出窗口中的调节按钮,设定信号强度的上限和下限以提高图像分辨率,然后点击保存图像。观察并比较质谱离子图像与先前获得的明场图像,以确定关键的样品区域。现在,在结果窗口显示的离子图像中,点击空白点位和破裂区域,以精细调整待分析区域。
单击“查找边缘”按钮以识别离子图像的最外层。随后,单击“扣除”按钮,将最外层的离子丰度信息保存至数据库,同时从离子图像中移除该层。重复上述步骤,直至定义到离子图像的中心位置。然后勾选输出数据列表中的所有复选框,并单击“导出”以输出数据。
最后,使用电子表格软件打开导出的数据,计算每一层的平均离子丰度,以获得离子的空间分布信息。在麦芽三糖的明场和 MALDI 图像中,当样品载板温度为 25 摄氏度时,其钠加合离子信号主要集中于样品区域的边缘。当温度降低至 5 摄氏度时,信号在整个样品区域均匀分布,表明在较低的样品载板温度下制备样品可显著重新分布分子并降低异质性。
质子化的缓激肽碎片离子图像显示出与钠化的麦芽三糖相似的趋势。统计分析表明,当样品靶温度为5摄氏度时,所得离子信号的异质性相较于25摄氏度时降低了60%至80%。对于钠化的麦芽三糖而言,在样品靶温度为25摄氏度的情况下,其中心处的信号强度明显低于5摄氏度时的信号强度。
缓激肽质子化片段在样品载物台温度从25°C降至5°C时表现出较小的变异。采用此干燥方法时,需严格控制并监测干燥室内的温度和相对湿度。一旦掌握该技术,若操作得当,可在30分钟内完成样品制备。
该技术发展之后,为基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI MS)领域的研究人员探索干斑样品的定量分析铺平了道路。观看本视频后,您应能够充分掌握如何为MALDI MS分析制备均一的干斑样品。
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本文介绍了一种旨在降低 MALDI 质谱中离子信号空间异质性的实验方案。通过在样品干燥过程中调控基底温度,该方法可提高离子信号的均匀性。
在药物研发中,MALDI样品制备的空间异质性历来限制了质谱数据的可重复性和定量可靠性。本方案引入了温度控制干燥技术,以最大限度减少离子信号的变异性,直接提升基于MALDI检测方法的预测可信度。改进的样品均一性有助于在关键的发现和筛选阶段生成可靠的数据,从而实现对化合物更可靠的评估以及对研发管线的高效筛选。
这种温度控制的基质辅助激光解吸电离样品制备方法可整合到从发现到临床前研究的连续流程中,支持早期假设验证以及后续的定量分析。