Name: how maldi-tof reads biomolecules
Uploaded: 2023-04-30T06:31:26.000Z
Duration: 7 min 27 s
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High School

Physical Science

HS. Waves and Electromagnetic Radiation

HS-PS4-5.

MALDI-TOF Mass Spectrometry

maldi-tof-massenspektrometrie

Matrix-assisted Laser Desorption Ionisation (MALDI) ist eine Massenspektrometrie Ionenquelle ideal für die Analyse von Biomolekülen. Anstelle von ionisierenden Verbindungen in den gasförmigen Zustand, sind Proben eingebettet in eine Matrix, die durch einen Laser getroffen wird. Die Matrix nimmt den Großteil der Energie; ein Teil dieser Energie wird dann übertragen auf die Probe, die infolgedessen ionisiert. Probe-Ionen können dann mit einem Time-of-Flight Analyzer (TOF) identifiziert werden.
Dieses Video umfasst Grundsätze der MALDI-TOF, einschließlich Matrix Auswahl und Verwendung TOF zum Masse-Ladungs-Verhältnis zu erhellen. Dieses Verfahren zeigt die Vorbereitung einer MALDI-Platte, die Beladung der Proben auf den Teller und den Betrieb von der TOF Massenspektrometer. Im letzten Abschnitt sind Anwendungen und Variationen, einschließlich der gesamten Zellanalyse, Charakterisierung von komplexen biologischen Proben und Elektron-Spray-Ionisation gezeigt.
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Matrix-assisted Laser Desorption Ionisation ist MALDI, eine Massenspektrometrie Ionenquelle ideal für die Analyse von Biomolekülen. Die meisten Ionenquellen entfernen strukturelle Informationen aus großen, empfindlichen Biomoleküle. MALDI unterhält Strukturintegrität und daher Informationen, während die Moleküle in der Masse Analysator, trennt die Verbindungen, die je nach Größe und Ladung zu beschleunigen. Die am häufigsten gekoppelten mit MALDI ist die Zeit des Fluges oder TOF, Masse Analysator. Dieses Video zeigt die Konzepte der MALDI Ionisation, ein allgemeines Verfahren, und einige ihrer Anwendungen in der Biochemie.
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Für die Massenspektrometrie, Funktion müssen Moleküle in den gasförmigen Zustand ionisiert werden. In MALDI ist die Probe eingebettet in eine Matrix, in der Regel eine organische Verbindung enthaltenden aromatisch und konjugierten Doppelbindungen.
Wenn ein Laserpuls trifft diese Mischung, die Matrix absorbiert, der Großteil der Energie schnell erwärmt, und desorbiert oder veröffentlicht, von der Oberfläche. Energetisierte Matrix übernimmt einen Teil seiner Energie in Biomoleküle, plötzliches und dann ionisiert sie.
MALDI paart sich in der Regel mit einer Zeit von Flug- oder TOF, Masse Analysator. Ein elektrisches Feld gilt kinetische Energie der Ionen zu einem feldfreien Region ein Drift-Rohr genannt. Die Geschwindigkeit der Ionen wie sie durch das Rohr bewegen ihre Masse-Ladungs-Verhältnis bezieht sich auf so schwerere Teilchen langsamer durch Instrument Reisen. Ein Detektor am Ende des Rohres misst jedes Ion Flugzeit. Mit diesem Wissen sowie die Rohrlänge und angewandte Feldstärke kann die Masse-Ladungs-Verhältnis jedes Ion aufgeklärt werden.
Dieses Grundstück der Signalintensität, Masse-zu-Ladung-Verhältnis, bekannt als ein Massenspektrum, kann zu einer Bibliothek von gesammelten Spektren verglichen werden. Wenn keine Übereinstimmungen gefunden werden, es können Moleküle durch weitere Techniken, wie Tandem-Massenspektrometrie identifiziert werden können. Weitere Informationen finden Sie in dieser Sammlung Video zum Thema.
Nun, die Grundlagen der MALDI-TOF diskutiert haben, schauen Sie sich bitte an den Prozess im Labor.
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Bevor Sie ein Experiment beginnen, ist es wichtig, die Wahl der Matrix zu betrachten, von denen Proben desorbiert werden. Es muss die Laserenergie absorbieren, in einem Vakuum stabil sein, nicht reagieren mit der Zielmoleküle und können zu desorbieren. Abhängig von der Probe werden verschiedene Matrizen bevorzugt. Für ein großes Protein hat eine Kombination aus CHCA und DHB besseren Trennung der Zinnen, sogenannte Auflösung, als die einzelnen Matrizen gezeigt.
Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, um Proben vorzubereiten. Wir zeigen, was als "Double-Layer" oder "Sandwich", Methode bekannt ist. Um zu beginnen, reinigen Sie den MALDI-Teller mit hochreine Reagenzien, wie Massenspektrometrie sehr empfindlich gegenüber Verunreinigungen ist. Trocknen Sie die Platte mit einem Strom von Inertgas.
Als nächstes eine gesättigte Matrixlösung erfolgt in der Regel mit einem organischen Lösungsmittel. Die Lösung ist auf die MALDI-Platte gestreift und getrocknet. Eine zweite gesättigte Lösung der Matrix mit Trifluoroacetic Säure oder TFA, wird vorbereitet. TFA hilft Ionen in der Gasphase.
Als nächstes wird die Beispiellösung auf der getrockneten Matrix Stelle hinzugefügt. Fügen Sie die Matrixlösung mit TFA auf die Probe, damit Abschluss der Matrix "Sandwich". Homogenität des Spots kann unter dem Niedrigstrom-Mikroskop überprüft werden.
Platte einen Kalibrierung Standard, das ist eine Mischung mit einer breiten Palette von bekannten Massen und wird verwendet, um die Flugzeit bis m/Z korrelieren. Zu guter Letzt Platte der Matrix allein als Negativkontrolle.
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Um die Flecken zu analysieren, legen Sie die Zieltafel in das Instrument. Sicherzustellen Sie, dass kein Schmutz vorhanden ist, so dass für die Bildung eines engen Vakuums. Wählen Sie in der Software die Norm, negative Kontrolle und Proben von Interesse. Beschriften Sie die Stellen mit den korrekte Identifizierung.
Die Ionen-Quelle und Objektiv Spannungen können manipuliert werden, zur Verbesserung der Leistung der Analyse. Dies hängt von den Besonderheiten des Instrumentes und Probe. Im Fokus der standard Spot und kalibrieren Sie das Gerät mit der Software.
Als nächstes sammeln Sie Spektren aus jeder der die Probe stellen. Versuchen Sie ein paar verschiedene Standorten vor Ort, um die Qualität der erhobenen Daten zu maximieren. Sobald beendet, kann nach der Reinigung die MALDI-Platte gesammelt und wiederverwendet werden.
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Nun, da wir ein Verfahren überprüft haben, betrachten wir einige der Möglichkeiten, wie, die MALDI genutzt wird, und eine unterschiedliche Ionisation Technik.
Neben Biomoleküle kann MALDI verwendet werden, um lebende Zellen zu analysieren. Makrophagen sind Immunzellen, die auf einer der verschiedenen Formen, basierend auf ihrer Mikroumgebung nehmen. Nach Freilegung der Zellen zu verschiedenen Signalisierung Moleküle oder Zytokine, können sie direkt auf die Platte hinzugefügt werden, und analysiert. Die MALDI-Spektren können als einzigartige "Fingerabdrücke", abhängig von der Cytokine verwendet verwendet werden.
Komplexe biologische Proben wie Säugetier-sebaceous Absonderungen einen Schritt der Reinigung vor der MALDI Analyse erfordern. Dünnschichtchromatographie ist eine solche Technik, die auf die Komponenten Polarität beruht. Die Verbindungen sind aus der TLC-Pastete gesammelt, gereinigt und auf eine MALDI-Matrix übertragen. Die daraus resultierende Spektren überprüfen die Identität und Reinheit der getrennten Biomoleküle von Säugetieren sebaceous Absonderungen.
Eine weitere häufige Ionen-Quelle für Biomoleküle ist Elektrospray-Ionisation oder ESI. Bei dieser Methode wird die Probe in das Instrument, wo eine hohe Spannung angelegt ist, injiziert ein Aerosol aus geladenen Tröpfchen zu schaffen. Als Lösungsmittel in der Tropfen verdunstet, wird die Ladung in die Probe Moleküle, verschoben, bis sie vollständig gasförmig sind. ESI das spotting Verfahren erfordert keine, und die Probe kann direkt in das Instrument injiziert werden. Auf der anderen Seite ist ESI empfindlicher auf das Vorhandensein von Puffer-Komponenten und anderen Verunreinigungen, was bedeutet, dass MALDI robuster ist.
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Sie haben nur Jupiters Video auf MALDI Massenspektrometrie angesehen. Dieses Video beschrieben die Theorie hinter dem Instrument, ging über ein allgemeines Verfahren und einige der Anwendungen von der Technik abgedeckt. Danke fürs Zuschauen!
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MALDI-TOF-Massenspektrometrie

Matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) is a mass spectrometry ion source ideal for the analysis of biomolecules. Instead of ionizing ...

Die matrixgestützte Laserdesorptionsionisation (MALDI) ist eine massenspektrometrische Ionenquelle, die sich ideal für die Analyse von Biomolekülen eignet. Die meisten Ionenquellen entfernen strukturelle Informationen von großen, fragilen Biomolekülen. MALDI behält die strukturelle Integrität und damit die Information bei, während die Moleküle in den Massenanalysator beschleunigt werden, der die Verbindungen nach Größe und Ladung trennt. Der am häufigsten mit MALDI gekoppelte Massenanalysator (Time of Flight) ist der TOF-Massenanalysator. Dieses Video zeigt die Konzepte der MALDI-Ionisation, ein allgemeines Verfahren und einige seiner Anwendungen in der Biochemie. Damit die Massenspektrometrie funktioniert, müssen Moleküle in den gasförmigen Zustand ionisiert werden. Bei MALDI ist die Probe in eine Matrix eingebettet, typischerweise eine organische Verbindung, die aromatische und konjugierte Doppelbindungen enthält. Wenn ein Laserpuls auf dieses Gemisch trifft, absorbiert die Matrix den Großteil der Energie, erwärmt sich schnell und wird desorbiert oder von der Oberfläche freigesetzt. Die energiegeladene Matrix überträgt einen Teil ihrer Energie auf die Biomoleküle, desorbiert sie und ionisiert sie. MALDI wird in der Regel mit einem Time-of-Flight-Massenanalysator (TOF) gekoppelt. Ein elektrisches Feld wendet kinetische Energie an die Ionen an und bewegt sie in einen feldfreien Bereich, der als Driftröhre bezeichnet wird. Die Geschwindigkeit der Ionen, die sich durch die Röhre bewegen, hängt mit ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis zusammen, so dass schwerere Teilchen langsamer durch das Instrument wandern. Ein Detektor am Ende der Röhre misst die Flugzeit jedes Ions. Mit diesem Wissen sowie der Rohrlänge und der angewandten Feldstärke kann das Masse-Ladungs-Verhältnis jedes Ions aufgeklärt werden. Dieses Diagramm des Verhältnisses von Signalintensität zu Masse-Ladung, bekannt als Massenspektrum, kann mit einer Bibliothek gesammelter Spektren verglichen werden. Wenn keine Übereinstimmungen gefunden werden, können die Moleküle durch weitere Techniken, wie z. B. die Tandem-Massenspektrometrie, identifiziert werden. Weitere Informationen finden Sie in diesem Video zu diesem Thema. Nachdem nun die Grundlagen von MALDI-TOF besprochen wurden, schauen wir uns den Prozess im Labor an. Bevor Sie mit einem Experiment beginnen, ist es wichtig, die Wahl der Matrix zu berücksichtigen, aus der die Proben desorbiert werden. Er muss die Laserenergie absorbieren, im Vakuum stabil sein, nicht mit den Zielmolekülen reagieren und desorbieren können. Je nach Probe werden unterschiedliche Matrices bevorzugt. Für ein großes Protein hat eine Kombination aus CHCA und DHB eine bessere Trennung der Peaks, die sogenannte Auflösung, als die einzelnen Matrices gezeigt. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, Proben vorzubereiten. Wir zeigen die sogenannte "Double-Layer"- oder "Sandwich"-Methode. Reinigen Sie die MALDI-Platte zunächst mit hochreinen Reagenzien, da die Massenspektrometrie sehr empfindlich auf Verunreinigungen reagiert. Trocknen Sie die Platte mit einem Inertgasstrahl. Als nächstes wird eine gesättigte Matrixlösung hergestellt, typischerweise mit einem organischen Lösungsmittel. Die Lösung wird auf die MALDI-Platte gestreift und getrocknet. Eine zweite gesättigte Matrixlösung, die Trifluoressigsäure oder TFA enthält, wird hergestellt. TFA hilft Ionen in die gasförmige Phase. Als nächstes wird die Probenlösung auf den getrockneten Matrixfleck gegeben. Geben Sie die TFA-haltige Matrixlösung auf die Probe und vervollständigen Sie so das Matrix-"Sandwich". Die Homogenität des Spots kann unter einem Mikroskop mit geringer Leistung überprüft werden. Platte ein Kalibriernormal, das ein Gemisch mit einem breiten Bereich bekannter Massen darstellt und zur Korrelation der Laufzeitzeit mit m/z verwendet wird. Plattieren Sie schließlich die Matrix allein als Negativkontrolle. Um die Spots zu analysieren, setzen Sie die Zielplatte in das Gerät ein. Stellen Sie sicher, dass keine Ablagerungen vorhanden sind, damit sich ein dichtes Vakuum bilden kann. Wählen Sie in der Software die Standard-, Negativkontrolle und die gewünschten Stichproben aus. Beschriften Sie die Stellen mit der korrekten Kennzeichnung. Die Spannungen der Ionenquelle und der Linse können manipuliert werden, um die Leistung der Analyse zu verbessern. Dies hängt von den Besonderheiten des Instruments und der Probe ab. Fokussieren Sie sich auf den Standard-Spot und kalibrieren Sie das Gerät mit der Software. Sammeln Sie als Nächstes Spektren von jedem der Probenspots. Probieren Sie vor Ort einige verschiedene Standorte aus, um die Qualität der gesammelten Daten zu maximieren. Sobald die MALDI-Platte fertig ist, kann sie gesammelt und nach der Reinigung wiederverwendet werden. Nachdem wir nun ein Verfahren besprochen haben, schauen wir uns einige der Einsatzmöglichkeiten von MALDI und eine andere Ionisationstechnik an. Neben Biomolekülen können mit MALDI auch lebende Zellen analysiert werden. Makrophagen sind Immunzellen, die je nach ihrer Mikroumgebung eine von mehreren verschiedenen Formen annehmen. Nachdem die Zellen verschiedenen Signalmolekülen oder Zytokinen ausgesetzt wurden, können diese direkt auf die Platte gegeben und analysiert werden. Die MALDI-Spektren können je nach verwendetem Zytokin als einzigartige "Fingerabdrücke" verwendet werden. Komplexe biologische Proben wie Talgsekrete von Säugetieren erfordern vor der MALDI-Analyse einen Reinigungsschritt. Die Dünnschichtchromatographie ist eine solche Technik, die sich auf die Polarität der Komponenten stützt. Die Verbindungen werden aus der DC-Pastete gesammelt, gereinigt und in eine MALDI-Matrix überführt. Die resultierenden Spektren verifizieren die Identität und Reinheit der abgetrennten Biomoleküle aus den Talgsekreten der Säugetiere. Eine weitere gängige Ionenquelle für Biomoleküle ist die Elektrospray-Ionisation (ESI). Bei dieser Methode wird die Probe in das Instrument injiziert, wo eine hohe Spannung angelegt wird, wodurch ein Aerosol aus geladenen Tröpfchen entsteht. Wenn das Lösungsmittel im Tröpfchen verdampft, wird die Ladung zu den Probenmolekülen bewegt, bis sie vollständig gasförmig sind. ESI erfordert kein Spotting-Verfahren, und die Probe kann direkt in das Instrument injiziert werden. Auf der anderen Seite ist ESI empfindlicher gegenüber dem Vorhandensein von Pufferkomponenten und anderen Verunreinigungen, was bedeutet, dass MALDI robuster ist. Sie haben gerade das Video von JoVE über die MALDI-Massenspektrometrie gesehen. Dieses Video beschreibt die Theorie hinter dem Instrument, geht auf ein allgemeines Verfahren ein und behandelt einige der Anwendungen der Technik. Danke fürs Zuschauen!

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how maldi-tof reads biomolecules

MALDI-TOF mass spectrometry reads biomolecules by using a laser, a matrix, and a time-of-flight analyzer. MALDI, or matrix-assisted laser desorption ionization, helps fragile molecules keep their structure while they are moved into the mass analyzer. The analyzer then separates compounds based on size and charge.

In MALDI, the sample is mixed into a matrix, usually an organic compound with aromatic and conjugated double bonds. A laser pulse strikes the spot, and the matrix absorbs most of the energy. The matrix heats up, is desorbed from the surface, and transfers energy to the biomolecules so they ionize. MALDI is commonly paired with TOF, or time of flight, mass analysis.

The TOF analyzer uses an electric field to give ions kinetic energy and send them through a field-free drift tube. Ions move at different speeds based on their mass-to-charge ratio, so heavier ions travel more slowly. A detector measures each ion’s flight time. The instrument uses the tube length and field strength to calculate the mass-to-charge ratio and create a mass spectrum.

Before analysis, the matrix must be chosen carefully. It must absorb laser energy, stay stable in a vacuum, avoid reacting with the target molecules, and still desorb well. Different samples work better with different matrices. For a large protein, a combination of CHCA and DHB can give better peak resolution than either matrix alone.

Sample preparation can use the double-layer, or sandwich, method. First, the MALDI plate is cleaned with ultra-pure reagents and dried with inert gas, because mass spectrometry is sensitive to contamination. A saturated matrix solution is spotted and dried, then a second matrix solution containing trifluoroacetic acid, or TFA, is added with the sample in between. TFA helps ions enter the gaseous phase. The spot can be checked under a low-powered microscope.

A calibration standard is also plated. This standard contains a wide range of known masses and is used to match flight time to m/z. A matrix-only spot serves as a negative control. After the plate is loaded into the instrument, the software is used to label the spots, calibrate with the standard, and collect spectra from the samples. The ion source and lens voltages can be adjusted to improve performance, and several spots on each sample can be measured to improve data quality. The MALDI plate can be cleaned and reused after the run.

MALDI is also useful for whole-cell analysis and complex biological samples. Macrophages, which are immune cells, can be exposed to different cytokines and then analyzed directly on the plate. Their MALDI spectra can act as fingerprints for each cytokine condition. For mammalian sebaceous secretions, thin layer chromatography can first separate the components by polarity before the purified compounds are transferred to a MALDI matrix.

Another biomolecule ion source is electrospray ionization, or ESI. In ESI, the sample is injected directly into the instrument and a high voltage creates charged droplets. As the solvent evaporates, the charge moves to the sample molecules until they become gaseous. ESI does not need the spotting step, but it is more sensitive to buffer components and other contaminants, so MALDI is often the more robust choice.

How MALDI-TOF Reads Biomolecules

dialysis: diffusion based separation

Dialysis for Buffer Exchange in Biochemistry

Dialysis is a common biochemistry technique for buffer exchange and desalting. It separates molecules by diffusion through a semipermeable membrane, which lets small molecules pass while holding larger biomolecules inside the sample. The membrane is the key part of the setup. Its pores create a molecular weight cutoff, so a membrane such as a 10 kDa membrane usually keeps molecules larger than 10 kilodaltons inside. This cutoff is not exact, because membranes have a range of pore sizes.

enzyme assays and kinetics

Measuring Enzyme Reaction Rates

Enzyme reaction rates can be measured with assays that track how substrate or product levels change over time. Enzymes are proteins, or sometimes RNAs, that speed up chemical reactions by lowering the activation energy needed to start them. They act on a specific substrate and help form a product that supports life processes. Enzymatic reactions are often described in three steps. First, the substrate binds to the enzyme active site and forms an enzyme-substrate complex. That complex can fall...

maldi-tof mass spectrometry

MALDI-TOF mass spectrometry reads biomolecules by using a laser, a matrix, and a time-of-flight analyzer. MALDI, or matrix-assisted laser desorption ionization, helps fragile molecules keep their structure while they are moved into the mass analyzer. The analyzer then separates compounds based on size and charge. In MALDI, the sample is mixed into a matrix, usually an organic compound with aromatic and conjugated double bonds. A laser pulse strikes the spot, and the matrix absorbs most of the...

tandem mass spectrometry

Tandem Mass Spectrometry for Biomolecule Analysis

Tandem mass spectrometry is used to isolate a biomolecule and break it into smaller pieces so its makeup can be studied. Because biomolecules often have large, complex structures, it can be hard to identify their molecular composition and sequence from a single measurement. By linking mass spectrometers in series, the technique first selects one ion and then analyzes the fragments it produces. The process starts with an ion source that converts the sample into ions. A mass analyzer then...

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Protein Crystals for Structure Analysis

Protein crystals help scientists study protein structure and function. A crystal is a solid lattice made from purified protein molecules. These crystals are useful in structural biology because they reveal details that methods like mass spectrometry and SDS-PAGE cannot show on their own. Protein crystallization is paired with recombinant protein expression and x-ray diffraction to support this work. The process starts with a large amount of very pure protein. Researchers often make that...

chromatography-based biomolecule purification methods

chromatography-based-biomolecule-purification-methods

Protein Purification with SEC and IMAC

Protein purification with size-exclusion chromatography and affinity chromatography helps isolate biomolecules from complex mixtures. These methods are common in biochemistry because purified samples are needed before a biomolecule’s properties and activity can be studied. The video focuses on the principles behind size-exclusion chromatography, affinity chromatography, and immobilized metal affinity chromatography, or IMAC. Size-exclusion chromatography, or SEC, separates molecules by size. A...

two-dimensional gel electrophoresis

Protein Mapping with 2D Gel Electrophoresis

Protein mapping with 2D gel electrophoresis separates complex protein mixtures across two steps. The method combines isoelectric focusing, or IEF, with sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, or SDS-PAGE. Together, these methods can resolve thousands of biomolecules from a single sample by their isoelectric point and molecular weight. The first dimension is IEF. Each protein has an isoelectric point, or pI, which is the pH where its net charge is zero. Proteins are loaded...

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Tracking Cell Chemistry with Metabolic Labels

Metabolic labeling tracks cell chemistry by using chemical analogs that cells take up and build into biomolecules. These labels help scientists follow biochemical changes and modifications inside cells. The labeled products can then be studied with tools such as SDS-PAGE and NMR to learn more about metabolic pathways. Several labeling strategies are shown here. Isotopic labeling uses analogs that match the natural molecule but contain uncommon isotopes, such as carbon-13 and nitrogen-15 in an...

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electrophoretic-mobility-shift-assay-emsa

Detecting Protein-DNA Binding by EMSA

Electrophoretic mobility shift assay, or EMSA, is a biochemical method used to detect binding between proteins and nucleic acids. It is also called a gel shift assay. The test compares how a labeled nucleic acid moves through a gel before and after it binds a protein. EMSA is used to see whether a specific protein binds to a specific nucleic acid. First, the nucleic acid is labeled to make a probe. The transcript describes radioactive phosphorus-32 as a common label. The probe is then mixed...

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Measuring Protein Concentration with Absorbance

Measuring protein concentration with absorbance is a key step in many biochemical assays. Photometric methods use the fact that samples with more light-absorbing material transmit less light. Because concentration and absorption are directly related, this makes it possible to measure an unknown sample. The core idea comes from the Beer-Lambert Law. This law states that the concentration of a light-absorbing species is proportional to its absorbance. The video also introduces the Bradford assay...

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Sucrose Gradient Separation in an Ultracentrifuge

Sucrose gradient separation in an ultracentrifuge is a lab method for isolating cell parts and biomolecules. It uses differences in density to make particles sink or rise in a liquid. A high-speed ultracentrifuge speeds up this process so components can be separated without destroying them. The basic idea starts with a suspension, which is particles mixed in a liquid solvent. Particles that are denser than the solvent sediment, while less dense particles float. A rotor inside the...

co-immunoprecipitation and pull-down assays

co-immunoprecipitation-and-pull-down-assays

Protein Interaction Capture Methods in Cells

Co-immunoprecipitation and pull-down assays are laboratory methods used to capture stable protein-protein interactions. Protein-protein interactions help control many biological functions, but many of them have not yet been identified. These assays are related to immunoprecipitation, which isolates a target protein from a mixed sample using an antibody. In co-immunoprecipitation, or CoIP, an antibody binds the target protein, and that protein is already attached to another protein that the...

reconstitution of membrane proteins

Membrane Proteins in Liposome Models

Membrane proteins can be moved into liposome models so their function can be studied outside a cell. Reconstitution means restoring an isolated biomolecule to a working form. For membrane proteins, that usually means placing a purified protein into an artificial lipid membrane. Cell membranes are made mainly of phospholipids and membrane proteins. The phospholipids form a bilayer with hydrophilic phosphate heads facing water and hydrophobic fatty acid tails facing inward. Some membrane...

f&#246;rster resonance energy transfer (fret)

FRET as a Molecular Ruler in Cells

Föster resonance energy transfer, or FRET, is a way to study close-range biochemical interactions using light-emitting molecules. A donor fluorophore can pass energy to an acceptor fluorophore when their emission and absorption spectra overlap. This transfer happens only when the pair is very close together, usually within 10 nm. Because FRET depends on distance, it is often called a molecular or spectroscopic ruler. The strength of the signal is measured as FRET efficiency, which describes...

surface plasmon resonance (spr)

SPR Biosensors for Tracking Binding Kinetics

Surface plasmon resonance, or SPR, is a way to track biomolecular binding on a label-free biosensor. It is used to measure molecular affinity, kinetics, specificity, and concentration. The method works with a thin metal layer on a prism, where changes in reflected light reveal interactions in real time. SPR sensors use a thin layer of a noble metal on the face of a prism. Light is reflected from the prism-metal interface into a photodetector. At one specific angle, called the surface plasmon...

biochemistry

Diese Sammlung enthält häufig verwendete Methoden zur Reinigung, wie z. b. Affinity Chromatographie, sowie analytische Methoden wie MALDI-TOF. Darüber hinaus präsentieren die Videos Methoden zur Beurteilung von Biomolekül Interaktion und Funktion, wie Co-Immunopräzipitation und metabolische Kennzeichnung.

Learn how MALDI-TOF mass spectrometry uses a laser, matrix, and time-of-flight analyzer to identify biomolecules, cells, and complex samples.

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Life Science

matter-and-energy-in-organisms-and-ecosystems

Matter and Energy in Organisms and Ecosystems

HS-LS1-6.

Overview

Principles of MALDI-TOF Mass Spectrometry

Plate, Matrix, and Sample Preparation

Running the Mass Spectrometer

Applications

Summary

Travelling Waves

A wave is a disturbance that propagates from its source, repeating itself periodically, and is typically associated with simple harmonic motion. ...

Wave Parameters

The simplest mechanical waves are associated with simple harmonic motion and repeat themselves for several cycles. These simple harmonic waves can be ...

Equations of Wave Motion

Mathematically, the motion of a wave can be studied using a wavefunction. Consider a string oscillating up and down in simple harmonic motion, having a ...

Graphing the Wave Function

Consider the wave equation for a sinusoidal wave moving in the positive x-direction. The wave equation is a function of both position and time. From the ...

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Velocity and Acceleration of a Wave

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Problem-Solving: Tuning of a Guitar String

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Kinetic and Potential Energy of a Wave

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Energy and Power of a Wave

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Interference and Superposition of Waves

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Reflection of Waves

When a wave travels from one medium to another, it gets reflected at the boundary of the second medium. A common example of this is when a person yells at ...

Propagation of Waves

When a wave propagates from one medium to another, part of it may get reflected in the first medium, and part of it may get transmitted to the second ...

Standing Waves

Sometimes waves do not seem to move; rather, they just vibrate in place. Unmoving waves can be seen on the surface of a glass of milk kept in a ...

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Modes of Standing Waves - I

A close look at earthquakes provides evidence for the conditions appropriate for resonance, standing waves, and constructive and destructive interference. ...

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Modes of Standing Waves: II

The starting point for expressing the modes of standing waves is understanding the boundary conditions that the waves must follow. The boundary conditions ...

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Sound Waves

Sound waves can be thought of as fluctuations in the pressure of a medium through which they propagate. Since the pressure also makes the medium&#39;s ...

Sound as Pressure Waves

Sound waves, which are longitudinal waves, can be modeled as the displacement amplitude varying as a function of the spatial and temporal coordinates. As ...

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Perception of Sound Waves

The human ear is not equally sensitive to all frequencies in the audible range. It may perceive sound waves with the same pressure but different ...

Speed of Sound in Solids and Liquids

Most solids and liquids are incompressible&#8212;their densities remain constant throughout. In the presence of an external force, the molecules tend to ...

Speed of Sound in Gases

The speed of sound in a gaseous medium depends on various factors. Since gases constitute molecules that are free to move, they are highly compressible. ...

Shock Waves

While deriving the Doppler formula for the observed frequency of a sound wave, it is assumed that the speed of sound in the medium is greater than the ...

Echo

The human ear cannot distinguish between two sources of sound if they happen to reach within a specific time interval, typically 0.1 seconds apart. More ...

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Use mathematical representations to support a claim regarding relationships among the period, frequency, wavelength, and speed of waves traveling and transferring energy (amplitude, frequency) in various media.

HS-PS4-1.

Using GIS to Investigate Urban Forestry

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Urban forests broadly include urban parks, street trees, landscaped ...

Evaluate questions about the advantages of using a digital transmission and storage of information.

HS-PS4-2.

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Concept of Resonance and its Characteristics

If a driven oscillator needs to resonate at a specific frequency, then very light damping is required. An example of light damping includes playing piano ...

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Sound Waves: Resonance

Resonance is produced depending on the boundary conditions imposed on a wave. Resonance can be produced in a string under tension with symmetrical ...

Sound Waves: Interference

Sound waves can be modeled either as longitudinal waves, wherein the molecules of the medium oscillate around an equilibrium position, or as pressure ...

Interference: Path Lengths

Consider two sources of sound, that may or may not be in phase, emitting waves at a single frequency, and consider the frequencies to be the same.
Two ...

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The Wave Nature of Light

The nature of light has been a subject of inquiry since antiquity. In the seventeenth century, Isaac Newton performed experiments with lenses and prisms ...

The Electromagnetic Spectrum

The electromagnetic spectrum consists of all the types of electromagnetic radiation arranged according to their frequency and wavelength. Each of the ...

The Quantum-Mechanical Model of an Atom

Shortly after de Broglie published his ideas that the electron in a hydrogen atom could be better thought of as being a circular standing wave instead of ...

Quantum Numbers

It is said that the energy of an electron in an atom is quantized; that is, it can be equal only to certain specific values and can jump from one energy ...

Interference and Diffraction

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Photoelectric Effect

Source: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics &#38;&#38; Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN
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Reflection and Refraction

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Evaluate the claims, evidence, and reasoning behind the idea that electromagnetic radiation can be described either by a wave model or a particle model (quantum theory), and that for some situations one model is more useful than the other.

HS-PS4-3.

Electric Charge in a Magnetic Field

Source: Andrew Duffy, PhD, Department of Physics, Boston University, Boston, MA
This experiment duplicates J.J. Thomson's famous experiment at the end of ...

Electromagnetic Fields

Electric fields generated by static charges, often referred to as electrostatic fields, are characteristically different from electric fields created by ...

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James Clerk Maxwell formulated a single theory combining all the electric and magnetic effects scientists knew during that time, calling the phenomena his ...

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Propagation Speed of Electromagnetic Waves

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Electromagnetic Waves in Matter

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Intensity Of Electromagnetic Waves

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Cardiac Magnetic Resonance Imaging

Source: Frederick W. Damen and Craig J. Goergen, Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana
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