Name: נדיפים חיידקית משנית אפיון באמצעות Ionization electrospray ספקטרומטריית מסה (SESI-MS) (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-06-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 54 s
Description: למד אפיון תרכובות נדיפות מחיידקים באמצעות SESI-MS ללא טיפול מקדים בדגימה. שיטה זו מאפשרת זיהוי מהיר של חומרים אורגניים נדיפים בתוך חמש דקות בלבד.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו ממומנת על ידי מענק NIH RR021905 P20-01, CF rpd מענק STANTO07R0, ועל נאס&quot;א מענק NNH09ZNE002C.

<img src="/files/ftp_upload/2664/2664fig1.jpg" alt="איור 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="איור 1"> באיור 1. סכמטי לניתוח SESI-MS של נדיפים חיידקי. אמיץ של התרבות חיידקי שנעקרו על ידי CO 2 (1) החדרה התגובה SESI (2). כפי נדיפים לעבור את תא התגובה SESI כשהם עוברים דרך ענן electrospray ולהיות מיונן (3). מיונן פעם, נדיפים הם משכו לתוך ספקטרומטר מסה לניתוח (4). גז המוביל עודף נדיפים חיידקי unreacted הם עברו דרך מסנן 0.22 מיקרומטר (5), כאמצעי הגנה נוספים, פרקו את מכסה המנוע כימי. הבלעה: מחט electrospray SESI הוא סיליקה נימי (40 מזהה מיקרומטר) עם קצה מחודד ומחט. כמו הפגנה של השימוש SESI-MS לאפיון של נדיפים חיידקים, E. coli K12 ו פ PAO1 aeruginosa הם מתורבתים aerobically ב 37 שעות במשך 24 מ"ל ב 50 LB-לנוקס ° C ואת ספקטרום SESI-MS של נדיפים אמיץ נאספים 2 דקות. דו תחמוצת הפחמן (99.99%) בקצב זרימה של L 2 / min משמש הגז המוביל למסירה נדיפים לתא התגובה. תא התגובה SESI היה מנהג נבנה מצויד ה-API-3000 (SCIEX), להחליף את המקור יון electrospray. ספקטרה נאספים במצב יון חיובי באמצעות חומצה פורמית 0.1%, מתנול 5.0% ו 94.9% מים (v / v) כפתרון electrospray, שנשא 5 NL / s דרך סיליקה שאינו מוליך נימי עם קצה מחודד ומחט (40 מזהה מיקרומטר). המתח הוא מיושם 2.5 kV. 1.4.2 אנליסט תוכנה (Applied Biosystems) משמש לאיסוף נתונים עם הפרמטרים הבאים: 20-500 דה, MCA מצב, 40 סריקות, 3 s / סריקה, ו -2 דקות הזמן הכולל ניתוח. 1. Culturing מערכת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את הכלי המתאים לגידול תרביות שלך, בהתחשב בדרישות הגידול של מינים של הניסוי שלך (למשל, אוורור אור, טמפרטורה וכו '), כמו גם אספקה ​​יעילה של נדיפים כדי ספקטרומטר מסה. הבקבוקים תרבות אנחנו בוחרים להשתמש הם סטנדרטיים 100 מ"ל פיירקס בקבוקי המדיה מצויד כמוסות הליכי כי יש לפחות שתי יציאות luer. קו היניקה מוחדר דרך בנמל אחד luer למסירה המוביל גז הבקבוק מדגם קו לשקע מוחדר דרך נמל אחר למסירה VOC אל המכשיר (איור 1). כל יציאות נוספות מחוברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני culturing דגימות, לחצים על כלי שיט לצלול במים כדי לבדוק דליפות. דליפות גז הם הגורם העיקרי תוצאות טיפוסיות בצורת אותות חלשים או נעדרים יון נדיפים. </li></ol> 2. ניסוי ביולוגי: הגדרת הבטיחות שיקולים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגדול תרבויות שלך בתנאים המתאימים ההשערה שלך. מומלץ כי לפחות שני ביולוגי משכפל, כל אחד עם שתי טכניות משכפל, משמשים עבור כל משתנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן ריק עבור כל מצב התרבות (בינוני, אנטיביוטיקה, וכו ') דגירה ריק באותם תנאים כמו דגימות שלך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעסיק אמצעי הבטיחות המתאימים גורמים ביולוגיים אתה משתמש, תוך התחשבות ברמת biosafety (ים) של המינים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי למנוע זיהום של המכשיר שלך והעברת קווי גז עם גורמים ביולוגיים קיימא, להתקין פילטרים של גודל הנקבוביות המתאים לתוך הקו המוביל את הגז. המסננים לא יפריע להעברת נדיפים לתא התגובה SESI, אבל אולי מעט השפעה על יעילות העברת אירוסול. 6 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בלימה משנית או קבינט biosafety בעת צירוף את הכובע העברת הגז בקבוק התרבות שלך כדי להבטיח את הבלימה הנכונה במקרה של שפיכת גורמים ביולוגיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליזום הפסקת זרימת הגז המוביל אל בקבוק מדגם שלך בצורה לא תבנה הלחץ בתוך הבקבוק. </li></ol> 3. כלי אופטימיזציה הערה: SESI-MS היא תוכננה במיוחד כדי נדיפים המדגם, כך להגביל את השימוש ריחני פריטים טיפול אישי (למשל, מי קולון, מי פה, קרם לחות, מרכך), מסטיקים, סיגריות וכו 'לפני השימוש במכשיר. חזק כובע כל כימיקלים נדיפים במעבדה, ואוויר לשלוט טיוטות ככל האפשר במהלך הבדיקה. הפרמטרים הבאים אינסטרומנטלי, אשר משפיעים על עוצמת האות ואת היציבות, יהיה צורך אופטימיזציה עבור כלי הניסוי שלך. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתרון electrospray וקצב הזרימה: בחר את הפתרון המתאים electrospray לשיעור של מולקולות ברצונך להתמקד, תוך לקיחה בחשבון את המכשיר ההפעלה הקוטביות (מצב חיובי או שלילי-ion) ואת האופי המולקולרי של תרכובות מטרה. בניסוי זה הפתרון electrospray הוא חומצה פורמית 0.1%, מתנול 5.0%, 94.9% מים (V / V), אשר משפר את עוצמת האות של מולקולות קוטביות פחות whilהדואר לספק יציבות אות טוב. הפתרון מועבר בקצב הזרימה של 5 NL / s. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גז המוביל קצב זרימה: גז הספק קצב הזרימה יכולה להשפיע על יציבות electrospray ועוצמת האות. CO 2 (≥ 99.99%) בקצב זרימה של L 2 / min משמש כאן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צורת מחט ואת המיקום: קצה מחט הצורה ואת המיקום מאוד משפיע על עוצמת האות ויציבות. בעת התקנת מחט חדשה, המיקום של המחט צריך להיות מותאם כדי ליצור איזון בין הרקע נמוך, בעוצמה גבוהה אות אנליטי, ויציבות האות. על מנת לשחזר ספקטרה SESI לאחר שינוי מחט, יש צורך מעת לעת לגבות ספקטרה כפי שאתה להתאים את מיקום המחט עד שתוכלו להתאים את ספקטרום נצפתה הרשומות שלך. המרחק בין קצה מחט electrospray אל פתח spec המונית יהיה 1-5 מ"מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתח יישומית: מתח המוחלת על המערכת משפיעה על עוצמת האות יון ואת היציבות של טיילור electrospray חרוט. בנוסף, מתח אופטימלית תלויה פתרון electrospray שלך ואת צורת קצה המחט. בתחילת הסדרה שלך של ניסויים, לקבוע את המתח כי התשואות ספקטרום אופטימלי ויציבות האות עבור המערכת שלך, ולאחר מכן להשתמש מתח עבור כל הניסויים הבאים. עבור המערכת שלנו, מתח של 2.0-5.0 kV לספק עוצמת האות אופטימלית ויציבות electrospray. לצורך ניסוי זה 2.5 kV משמש. </li></ol> 4. הפעלת וכוונון SESI-MS לניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין, על ידי הבטחת כי אספקת מתח מבוטלת וכי מערכת ריקה של חשמל. לעשות זאת על ידי 1) להבטיח את נוריות החיווי על אספקת מתח כבויים, 2) להבטיח את המתח על מודד הוא אפס, ו 3) הארקה מוביל חשמל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את הפתרון המתאים electrospray עבור הניסוי שלך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל גז המוביל ולהגדיר את זרימת קצב המתאים עבור הניסוי שלך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל הלחץ המאגר electrospray ליזום את אספקת פתרון electrospray לתא התגובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את אספקת מתח ולהתאים את מתח לערך המתאים לניסויים שלך. </li></ol> הערה: בשלב זה משטחי מתכת מקור יינון מסוגלים לספק הלם מסוכן. תרגיל בזהירות רבה כאשר עובדים סביב המכשיר פעם אספקת מתח הופעל. <ol start="6" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת שיטת כוונון לניטור ספקטרום SESI-MS תוך מכויל התאמות מתח מיושם. שימוש בפרמטרים הרכישה שיש לך אופטימיזציה עבור המערכת שלך הניסוי. נקה את ערוץ מרובים רכישה (MCA) תיבת הסימון (אם קיים) כדי לסרוק את כל הספקטרום מייצר עצמאית, לקבוע את זמן הרכישה עד 10 - 15 דקות, ולהתחיל את הרכישה. ספקטרה הרקע גז המוביל כעת אמור להיות שנצפו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך את מכויל התאמות מתח להחיל להשיג chromatogram יציב יון הכולל (עוית) וסריקות לשחזור התואמים את ה-CO 2 סריקות לניסויים הקודמים שלך. לאחר התאמות מתח נעשו, ממשיכים לאסוף ספקטרה ועוד עוית ​​במשך חמש דקות, כדי להבטיח את המכשיר הוא התייצב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר יציבות אינסטרומנטלי מובטחת, להגדיר את שיטת הרכישה, בהתאם דגימות שלך, כדי להתאים את זמן הרכישה, טווח הנתונים, ואת הבחירה MCA כנדרש. איסוף גז המוביל רקע ספקטרום עבור הרשומות שלך. </li></ol> 5. קבלת טביעת אצבע נדיף של התרבות חיידקי שלך <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לאסוף קשת ריק, לכוון את זרימת הגז המוביל דרך לעקוף את הקווים, ולאחר מכן לצרף את המדגם ריק (שסתומים סגורים) כדי להעביר קווי גז של המכשיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את השסתומים כדי בקבוק המדגם, ולסגור את השסתומים של קווי מעקף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר מערכת לאזן למשך 30 שניות, במהלכן הלחות בחדר התגובה היא ייצוב. זו תקופה של איזון הכרחי להשגת ספקטרום לשחזור. על מנת להבטיח כי המערכת היא equilibrated, מומלץ לעקוב אחר עוית, אשר ישתנו במהלך תקופת איזון, ולייצב לאחר מכן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהמערכת equilibrated, ליזום איסוף ספקטרום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הקשת נאסף, להסיר את הבקבוק מדגם קודם כל פתיחת גז המוביל קווי מעקף, ואז סגירת שסתומים מדגם, ולבסוף הסרת בקבוק המדגם. לרוקן את המערכת עם גז המוביל עבור 2-4 דקות, להסיר את הלחות נדיפים adsorbed מקווי ההעברה, למניעת המדגם ל-מדגם שריד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 5.2-5.5 עבור כל דגימה חיידקי, לסירוגין איסוף ספקטרום ריק נוסף כדי להבטיח חיסור ריק יסודית. חיסור ריק הושלמה יובילהמראה של רקע פסגות כימיים בספקטרום מעובד שלך המשותפים טכניקות יינון לחץ אטמוספרי, (למשל, פתלטים, סיליקון וכו '). 9 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר איסוף ספקטרום שלך, להבטיח את האותות יון לא לעבור את גבולות איתור ליניארי של המכשיר שלך, כפי שנקבע על ידי עוית ​​ואת עוצמתו המרבית של פסגות בודדים. יונים מעל המגבלות העליון של גלאי המכשיר שלך יכול לייצר פסגות חפץ, כי הם לא מדגם מייצג של שלך. </li></ol> 6. נציג תוצאות כדוגמה ספקטרה SESI-MS כי ניתן לקבל עבור נדיפים חיידקי, במצב חיובי יון טביעות אצבעות נדיפים עבור E. coli ו פ aeruginosa גדל aerobically במשך 24 שעות בתוך לנוקס LB ב 37 ° C מוצגים (איור 2). E. coli ספקטרום תנודתי נשלט על ידי אינדול ב m / z = 118, אשר נותן E. coli תרבויות ריח אופייני שלהם, ואילו הקשת של פ aeruginosa מכיל מגוון גדול יותר של פסגות protonatable. שים לב לעוצמות היחסי של פסגות בספקטרום נדיפים תלויים בפרמטרים אינסטרומנטלי המתואר בסעיף 3. פרמטרים אלה חייבים להיות מבוקרים היטב מניסוי לניסוי על מנת לקבל ספקטרום לשחזור. <img src="/files/ftp_upload/2664/2664fig2.jpg" alt="איור 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="איור 2"> איור 2 בלנק, מחוסר יון חיובי במצב SESI-MS ספקטרה (20 - 150 מ '/ z). של E. coli K12 ו פ aeruginosa PAO1 נדיפים לאחר צמיחה h 24 אירובית לנוקס LB ב 37 ° C. לפרטים נוספים על הפסגות שנצפתה הספקטרום SESI, אנא פנה אל ג'ו, et al. 8.

<ol><li>Fuerstenau, S., Kiselev, P., Fenn, J. B. ESI-MS in the analysis of trace species in gases. Proceedings of the 47th ASMS Conference on Mass Spectrometry Allied Topics, Dallas, TX, , (1999).</li>
<li>Wu, C., Siems, W. F., Hill, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secondary+electrospray+ionization+ion+mobility+spectrometry%2Fmass+spectrometry+of+illicit+drugs%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Secondary electrospray ionization ion mobility spectrometry/mass spectrometry of illicit drugs.</a> Anal. Chem. 72, 396-403 (2000).</li>
<li>Tam, M., Hill, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secondary+electrospray+ionization-ion+mobility+spectrometry+for+explosive+vapor+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Secondary electrospray ionization-ion mobility spectrometry for explosive vapor detection.</a> Anal. Chem. 76, 2741-2747 (2004).</li>
<li>Martinez-Lozano, P., Rus, J., de la Mora, G. F., Hernandez, M., de la Mora, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secondary+electrospray+ionization+%28SESI%29+of+ambient+vapors+for+explosive+detection+at+concentrations+below+parts+per+trillion%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Soc.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Secondary electrospray ionization (SESI) of ambient vapors for explosive detection at concentrations below parts per trillion.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 20, 287-294 (2009).</li>
<li>Martinez-Lozano, P., de la Mora, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On-line+detection+of+human+skin+vapors%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Soc.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">On-line detection of human skin vapors.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 20, 1060-1063 (2009).</li>
<li>Martinez-Lozano, P., de la Mora, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospray+ionization+of+volatiles+in+breath%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Electrospray ionization of volatiles in breath.</a> Int. J. Mass Spectrom. 265, 68-72 (2007).</li>
<li>Martinez-Lozano, P., de la Mora, J. F., F, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+analysis+of+fatty+acid+vapors+in+breath+by+electrospray+ionization+and+atmospheric+pressure+ionization-mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Direct analysis of fatty acid vapors in breath by electrospray ionization and atmospheric pressure ionization-mass spectrometry.</a> Anal. Chem. 80, 8210-8215 (2008).</li>
<li>Guo, X. H., Bruins, A. P., Covey, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+typical+chemical+background+interferences+in+atmospheric+pressure+ionization+liquid+chromatography-mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Commun.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Characterization of typical chemical background interferences in atmospheric pressure ionization liquid chromatography-mass spectrometry.</a> Rapid Commun. Mass Spectrom. 20, 3145-3150 (2006).</li>
<li>Rudzinski, C. M., Herzig-Marx, R., Lin, J., Szpiro, A., Johnson, B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRudzinski%2C+CM+%22Pathogen+detection+using+headspace+analysis%22">Pathogen detection using headspace analysis</a>. , Department of the Air Force. 16-16 (2004).</li>
<li>Lechner, M., Fille, M., Hausdorfer, J., Dierich, M., Rieder, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnosis+of+bacteria+in+vitro+by+mass+spectrometric+fingerprinting%3A+A+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Diagnosis of bacteria in vitro by mass spectrometric fingerprinting: A pilot study.</a> Curr. Microbiol. 51, 267-269 (2005).</li>
<li>Schulz, S., Dickschat, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+volatiles%3A+The+smell+of+small+organisms%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Prod.+Rep%22%5BJournal%5D)">Bacterial volatiles: The smell of small organisms.</a> Nat. Prod. Rep. 24, 814-842 (2007).</li>
<li>Ligor, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analytical+methods+for+breath+investigation%5BTitle%5D)+AND+%22Crit.+Rev.+Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Analytical methods for breath investigation.</a> Crit. Rev. Anal. Chem. 39, 2-12 (2009).</li>
<li>Cao, W. Q., Duan, Y. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Breath+analysis%3A+Potential+for+clinical+diagnosis+and+exposure+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Chem%22%5BJournal%5D)">Breath analysis: Potential for clinical diagnosis and exposure assessment.</a> Clin. Chem. 52, 800-811 (2006).</li>
<li>Law, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+characterization+of+complex+viscous+liquids+at+the+molecular+level%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Rapid characterization of complex viscous liquids at the molecular level.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 48, 8277-8280 (2009).</li>
<li>Wu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sampling+analytes+from+cheese+products+for+fast+detection+using+neutral+desorption+extractive+electrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Bioanal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Sampling analytes from cheese products for fast detection using neutral desorption extractive electrospray ionization mass spectrometry.</a> Anal. Bioanal. Chem. 397, 1549-1556 (2010).</li>
<li>Fleming-Jones, M. E., Smith, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volatile+organic+compounds+in+foods%3A+A+five+year+study%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agric.+Food+Chem%22%5BJournal%5D)">Volatile organic compounds in foods: A five year study.</a> J. Agric. Food Chem. 51, 8120-8127 (2003).</li>
<li>Calkins, C. R., Hodgen, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fresh+look+at+meat+flavor%5BTitle%5D)+AND+%22Meat+Sci%22%5BJournal%5D)">A fresh look at meat flavor.</a> Meat Sci. 77, 63-80 (2007).</li>
</ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

חיידקים לייצר שילובים שונים של נדיפים, אשר יכול להיות מנוצל לצורך זיהוי חיידקים 10-12 והערכת מצב מטבולי. השיטה SESI-MS המתואר כאן מספק אמצעי במהירות המאפיינת חיידקים נדיפים (תוך שתי דקות או פחות) בלי שום הכנה המדגם, יצירת &quot;טביעת אצבע&quot; חיידקי לזיהוי המין. 8 בעשורים האחרונים בלחץ אטמוספרי יינון אחרות טכניקות MS הוחלו על אפיון של תרכובות נדיפות, כולל צינור זרימת סלקטיבית יון (לנפות) ולהעביר פרוטון תגובה (PTR) ספקטרומטריית מסה. יתרון ייחודי זה מספק SESI על שיטות אלה יינון אחרות היא שזה אפשרי פסגות קטע ספציפי (בתנאי את הסוג המתאים של ספקטרומטר מסה הותאם SESI), המהווה כלי חשוב לזיהוי המתחם. אנחנו לא הכתובת הפיצול שיא בפרוטוקול המפורטים לעיל, אלא דוגמאות לאופן שבו מידע הפיצול ניתן להשתמש באפיון של חיידקי נדיפים, אנא פנה אל ג&#39;ו, et al. 8 SESI-MS יש השלכה ישירה על איתור באתרו של דלקות ריאות חיידקית באמצעות ניתוח נשימה, אבל יכול גם להיות מיושם על כל הגדרה אשר הדגימה נדיפים אפשרי. למשל, ניתוח של נדיפים בשתן, דם, נשימה, אשר רלוונטיים האבחון של הפרעות מטבוליות, מחלות סרטן gastroenteric, וחשיפה סביבתית, הם גם מתאים SESI-MS. 13,14 SESI-MS יש גם מגוון רחב של יישומים שאינם קליניים טביעת אצבע VOC, כולל ניתוח מהיר של מזונות עבור נדיפים מאפיין הקשורים הבשלה, הזדקנות, או מקלקל. 15-18

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> חומר שם </td><td> סוג </td><td> חברה </td><td> קטלוג # </td><td> הערה </td></tr><tr><td> API-3000 טריפל quadrupole </td><td> מכשיר </td><td> SCIEX </td><td></td><td> נרכש עם אנליסט 1.4.2 (Applied Biosystems) </td></tr><tr><td> SESI מקור יון </td><td> מכשיר </td><td></td><td></td><td> מחוייט, ראה התייחסות 6 </td></tr><tr><td> זרימת גז מטר </td><td> ציוד </td><td> קול, בן הזוג </td><td> EW-03217-74 </td><td></td></tr><tr><td> פחמן דו חמצני </td><td> ציוד </td><td> Airgas </td><td> CD I300 </td><td> ≥ 99.99% טהור </td></tr><tr><td> חנקן </td><td> ציוד </td><td> Airgas </td><td> NI UHP300 </td><td> טוהר גבוהה במיוחד </td></tr><tr><td> 100 מ&quot;ל ובקבוקי זכוכית התקשורת </td><td> ציוד </td><td> VWR </td><td> 89012-114 </td><td> GL45 בורג האשכולות </td></tr><tr><td> בקבוק כמוסות עם יציאות luer </td><td> ציוד </td><td> Bio Chem fluidics </td><td> 00945T-3 </td><td> שווי הרכבה </td></tr><tr><td> Luer המתחבר ליציאת </td><td> ציוד </td><td> Bio Chem fluidics </td><td> 009LP </td><td> שווי הרכבה </td></tr><tr><td> Tubing 1 / 4 &quot;(OD) x 1 / 8&quot; (ID) </td><td> ציוד </td><td> קול, בן הזוג </td><td> EW-95875-02 </td><td> שווי הרכבה &amp; להעביר קווי גז </td></tr><tr><td> Tubing 1 / 8 &quot;(OD) x 1 / 16&quot; (ID) </td><td> ציוד </td><td> קול, בן הזוג </td><td> EW-06605-27 </td><td> שווי הרכבה </td></tr><tr><td> דו דרך שסתומים </td><td> ציוד </td><td> קול, בן הזוג </td><td> 07391-04 </td><td> שווי הרכבה </td></tr><tr><td> סנן כיתה AAQ </td><td> ציוד </td><td> Balston מסננים </td><td> 9922-05 </td><td></td></tr><tr><td> חומצה פורמית, LC / MS כיתה </td><td> מגיב </td><td> דיג </td><td> A117-05AMP </td><td> Electrospray פתרון </td></tr><tr><td> , מתנול LC / MS כיתה </td><td> מגיב </td><td> דיג </td><td> A456-500 </td><td> Electrospray פתרון </td></tr><tr><td> מים, LC / MS כיתה </td><td> מגיב </td><td> דיג </td><td> W6-500 </td><td> Electrospray פתרון </td></tr></tbody></table>

נדיפים חיידקית משנית אפיון באמצעות ionization electrospray ספקטרומטריית מסה (sesi-ms)

Characterizing Bacterial Volatiles using Secondary Electrospray Ionization Mass Spectrometry (SESI-MS)

משני יינון electrospray ספקטרומטריית מסה (SESI-MS) היא שיטה שפותחה לצורך זיהוי מהיר של תרכובות נדיפות, ללא צורך המקדים המדגם. השיטה תוארה לראשונה על ידי פן ועמיתיו 1 ו הוחל זיהוי של סמים וחומרי נפץ 2 3-4, אפיון של נדיפים עור 5, ועל ניתוח נשימה 6-7. יינון SESI מתרחשת על ידי העברת תגובות בין פרוטון הפתרון electrospray ואת אנליטי תנודתי, ולכן הוא מתאים לניתוח הטרו מולקולות אורגניות, בדיוק כמו יינון electrospray המסורתית (ESI). עם זאת, בניגוד ESI סטנדרטי, העברת הפרוטון תהליך SESI מתרחשת בשלב אדי ולא הפתרון (איור 1), ולכן SESI הוא המתאים ביותר לאיתור נדיפים אורגניים אירוסולים. אנחנו מרחיבים את השימוש SESI-MS על זיהוי של נדיפים חיידקי כשיטה לזיהוי החיידק ואפיון 8. אנחנו הוכיחו כי SESI-MS טביעת אצבע נדיפים, בשילוב עם שיטת ניתוח סטטיסטי, יכול לשמש כדי להבדיל בין סוגים חיידקי, מין, ותרבויות מעורבת במגוון רחב של מדיה צמיחה. 8 הנה אנו מספקים את הצעדים להשגת טביעות אצבעות נדיפים חיידקי באמצעות SESI -MS, כולל פרמטרים אינסטרומנטלי כי צריך להיות מותאם על מנת להבטיח זיהוי חיידקים אפיון חזקים.

משני יינון electrospray ספקטרומטריית מסה (SESI-MS) מאפשרת זיהוי של תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) ללא צורך המקדים כל המדגם. פרוטוקול זה מספק הוראות לאפיון (בתוך דקות) המהירה של VOCs חיידקי באמצעות SESI-MS.

נדיפים חיידקית משנית אפיון באמצעות Ionization electrospray ספקטרומטריית מסה (SESI-MS)

ספקטרומטריית מסות עם יינון נתז חשמלי משני (SESI-MS) היא שיטה שפותחה לזיהוי מהיר של תרכובות נדיפות, ללא צורך ב...

יינון במיקרו-רסס חשמלי משני, ספקטרומטריית מסות או CS EMS מאפשרים ניתוח של חומרים נדיפים බැקטריאליים ללא צורך במעבד דגימה מוקדם. החלל מעל תרבית הבקטריות מודחק על ידי פחמן דו-חמצני אל תוך תא התגובה של ה-cssi. בעוד החומרים הנדיפים חוצים את תא התגובה של ה-SSI, הם עוברים דרך ענן הרסס החשמלי ומיוננים.לאחר היינון, החומרים הנדיפים נמשכים אל תוך ספקטרומטר המסות לצורך ניתוח. עודפי גז נשיאה וחומרים נדיפים חיידקיים שאינם מגיבים עוברים דרך מסנן של 0.22 מיקרון כדי להסיר סוכנים חיידקיים, כאמצעי הגנה נוסף, ונפלטים למנדף כימי. בסופו של דבר, פרוטוקול CSI MS זה מספק טביעות אצבע של חומרים נדיפים חיידקיים בתוך דקות ספורות.אנו צופים כי טכנולוגיה זו תוכל לשמש במגוון יישומים, כולל ניתוח נשיפה לאבחון מחלות זיהומיות, או אפילו במערכות מזון שבהן נוכל לזהות במהירות פתוגנים הנמצאים על המזון שלנו או בו. קיימים מספר יתרונות מרכזיים לטכניקה זו על פני שיטות קיימות כגון GCMS, sift, MS ו-PT, RM S; ראשית, החומרים הנדיפים אינם דורשים טיפול מקדים כלשהו לפני הניתוח.שנית, ניתן לפרק יונים ספציפיים בתערובת הנדיפה, דבר המקל על זיהוי התרכובת. ושלישית, התהליך מהיר. בדרך כלל הוא נמשך פחות מחמש דקות.כדי לנתח כל דגימה, בחרו את הכלי המתאים לגידול התרבית, בהתחשב בדרישות הגדילה של המין, וכן בהולכה יעילה של חומרים נדיפים לספקטרומטר מסות. בהדגמה זו, בחרנו בבקבוקי מדיה סטנדרטיים מפירי בנפח 100 milliliter. החומרים הנדיפים הבקטריאליים מועברים לספקטרומטר מסות באמצעות זרם של גז נשא כדי להרכיב את הנשא.חברו קווי גז לבקבוקי התרבית בעלי פקקים מהולתלים הכוללים לפחות שני פתחי Luer. הכניסו את קווי הכניסה והיציאה של הגז דרך פתחי ה-Lure, ואטמו כל פתח נוסף לפני תרבית הדגימות. הגבישו לחץ בכלי ושקיעו אותם במים כדי לבדוק דליפות.דליפות גז הן גורם מרכזי לתוצאות לא טיפוסיות המתבטאות באותות יונים נדיפים חלשים או חסרים שמתפתחים במהלך הלילה. תרביות של e coli, K 12, ו-pseudomonas aerogen, PAO one בתוספת LB Lennox, תוך הכנת שני שכורים ביולוגיים עבור כל מין.הכינו תשעה בקבוקי תרבית סטריליים המכילים 50 milliliters של LB Lennox ובקבוק אחד לא מחומץ שישמש כביקורת (blank). חומצו כל תרבית ללילה בשני בקבוקי דגימה כדי ליצור חזרות טכניות. דגרו את התרביות ואת הביקורת למשך 24 שעות בטמפרטורה של 37 degrees Celsius. כיוון שמערכת ה-CEMS תוכננה במיוחד לדגימה של חומרים נדיפים, הגבילו את השימוש במוצרי טיפוח בעלי ריח חזק לפני השימוש במכשיר.סגרו את כל הכימיקלים הנדיפים במעבדה ובקרו את זרימות האוויר ככל האפשר במהלך הבדיקה כדי למנוע זיהום של המכשיר ושל קווי העברת הגז. בעבודה עם סוכנים ביולוגיים חיים, התקינו מסננים בעלי גודל נקבוביות מתאים בקו גז הנשאי. המסננים לא יפריעו להעברת חומרים נדיפים לתא התגובה של ה-sesi, אך עשויים להשפיע מעט על יעילות העברת הארוסול.על מנת לוודא שספק המתח כבוי ושהמערכת פרוקה מחשמל, בדקו את נוריות החיווי בספק המתח וודאו שהן כבויות. ודאו שהמתח במולטימטר הוא אפס והאריקו את המוליכים החשמליים. בשלב זה, התקינו את תמיסת הריסוס החשמלי (electro spray) לצורך הניתוח.במצב יונים חיוביים, אנו משתמשים בתמיסת ריסוס אלקטרוסטטי של 0.1% formic acid, 5% methanol ו-94.9% water. כדי להשיג עוצמת אות ויציבות אופטימליות, הפעל את גז הנשא carbon dioxide וכוון את קצב הזרימה לשני ליטר לדקה. הפעל לחץ על מאגר הריסוס האלקטרוסטטי כדי להתחיל את הזרמת תמיסת הריסוס האלקטרוסטטי לתא התגובה בקצב זרימה של חמישה ננולטר לשנייה. לאחר מכן, הפעל את ספק המתח וכוון את המתח ל-2.5 kilovolts.המתח המופעל משפיע על עוצמת אות היונים ועל יציבות קונוס הריסוס החשמלי; עבור המערכת שלנו, מתחים שבין 2 kV ל-5 kV מספקים את התוצאות הטובות ביותר במצב יונים חיוביים. יש לנקוט משנה זהירות, שכן בשלב זה משטחי המתכת של מקור היינון עלולים להסב הלם חשמלי מסוכן. כעת, הגדירו שיטת כיוונון לניטור ספקטרום ה-SEMS.בטלו את הסימון בתיבת הבחירה של רכישת ערוצים מרובים או MCA. הגדירו את זמן הרכישה ל-10 עד 15 דקות והתחילו ברכישת הנתונים. עקבו אחר הספקטרה של רקע גז הנשא ובצעו כיוונונים עדינים במתח המופעל כדי לקבל כרומטוגרמה יונית כוללת יציבה וסריקות הניתנות לשחזור.המשך באיסוף ספקטרום ו-TIC למשך חמש דקות כדי להבטיח את ייצוב המכשיר. הזן את פרמטרי הרכישה המתאימים לניסוי שלך. הקלט ספקטרום רקע של גז נשיאה עבור ניסויים עתידיים.לאיסוף ספקטרום רקע (blank). הפנו את זרימת גז הנשא דרך קווי המעקף, ולאחר מכן חברו את דגימת הרקע, כאשר השסתומים סגורים, לקווי ההעברה של המכשיר. פתחו את השסתומים המובילים לבקבוק הדגימה וסגרו את השסתומים של קווי המעקף.לקבלת ספקטרומים הניתנים לשחזור, יש לאפשר למערכת להגיע לשיווי משקל במשך 30 שניות, זמן שבו הלחות בתא התגובה מתייצבת. כדי לוודא שהמערכת הגיעה לשיווי משקל, יש לעקוב אחר ה-TIC, אשר ישתנה במהלך תקופת שיווי המשקל ולאחר מכן יתייצב.ברגע שהמערכת הגיעה לשיווי משקל, יש להתחיל באיסוף הספקטרום. לאחר איסוף הספקטרום, יש להסיר את בקבוק הדגימה על ידי פתיחה תחילה של קווי המעקף של גז הנשא, ולאחר מכן סגירה של שסתומי הדגימה.ולבסוף, יש להסיר את בקבוק הדגימה. שטפו את המערכת עם גז הנשאי למשך שתיים עד ארבע דקות כדי להסיר את הלחות וחומרים נדיפים שנספגו מקווי ההעברה ולמנוע זיהום מצטבר בין דגימות. אספו נתוני טביעת אצבע נדיפה עבור כל דגימה חיידקית, תוך איסוף לסירוגין של ספקטרום רקע (blank) נוספים כדי להבטיח חיסור רקע יסודי.טביעות האצבע הנדיפות במצב יוני חיובי עבור e coli ו-p aerogen, שגודלו באופן אירובי ב-LB Lennox למשך 24 שעות ב-37 degrees Celsius, הן מובחנות. בספקטרום הנדיף של e coli שולט indu ביחס מסה למטען של 118, בעוד שהספקטרום של pseudomonas aerogen מכיל מגוון רחב יותר של שיאי חלבון שניתן להוסיף.בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב שתתעדו את פרמטרי המכשיר שביצעתם עבורם אופטימיזציה לצורך האנליזה שלכם, כגון המתח המופעל, הרכב תמיסת ה-electro spray וקצב זרימת גז הנשא. כמו כן, חשוב לשמור רשומות של ספקטרה מייצגת כדי שתוכלו לשחזר את האנליזות שלכם בעתיד. זכרו כי עבודה עם חיידקים פתוגניים ומתח גבוה עלולה להיות מסוכנת ביותר.לפיכך, תמיד יש לנקוט באמצעי זהירות, כגון הגבלת הגישה ל-css CMS במהלך הניסוי. כעת אתם אמורים להיות מסוגלים להפיק באופן הדיר באופן עקבי ספקטרום CSS ו-EMS עבור חומרים נדיפים בקטריאליים במערכת שלכם. בהצלחה.

characterizing-bacterial-volatiles-using-secondary-electrospray

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

לא ממוקד metabolomics מספק השערת יצירת תמונת מצב של פרופיל מטבולי. פרוטוקול זה יהיה להדגים את המיצוי והניתוח של מטבוליטים מתאי, סרום, או רקמות. מגוון המטבוליטים סקר באמצעות מיצוי שלב נוזלי נוזלי, microflow ultraperformance כרומטוגרפיה נוזלית / רזולוציה גבוהה ספקטרומטריית מסה (UPLC-HRMS) מצמידים את תוכנת ניתוח ההפרש.

Metabolomics לא ממוקדים ממקורות ביולוגיים באמצעות Ultraperformance כרומטוגרפיה נוזלית-רזולוציה גבוהה ספקטרומטריית מסה (UPLC-HRMS)

Desorption electrospray יינון ספקטרומטריית מסה (דסי-MS) היא שיטה שבאמצעותו דגימות סביבה, כולל רקמות ביולוגיות, יכולות להיות צילמו עם הכנת מדגם מינימאלית. על ידי rastering המדגם מתחת לחללית היינון, טכניקה מבוססת ספריי זה מספקת רזולוציה מרחבית מספיק כדי להבחין במאפיינים מולקולריים של עניין בתוך סעיפי רקמות.

הדמיה של רקמות ביולוגיות על ידי Desorption electrospray יינון המוני ספקטרומטריית

וידאו זה מציג פרוטוקול לניתוח spectrometrical ההמוני של תרכובות רגישות תנודתי ושל חמצון באמצעות יינון השפעת אלקטרונים. הטכניקה המוצגת הינה בעיקר עניין לכימאים אורגניים, עבודה עם organyls מתכת, silanes, או phosphanes שצריך להיות מטופלים באמצעות תנאי אינרטי, כגון טכניקת Schlenk.

ניתוח של תרכובות נדיפות רגישות וחמצון באמצעות מערכת קרה מפרצון ואלקטרוני השפעה המוני ספקטרומטריית

פרוטוקול עבור פרופיל מטבולים של דגימות ביולוגיות על ידי ספקטרומטריית אלקטרופורזה-מסת נימים באמצעות עיצוב ממשק טיפ נקבובי sheathless מוצג.

Sheathless נימי אלקטרופורזה-ספקטרומטריית מסה עבור מטבולית Profiling של דגימות ביולוגיות

מיצוי סחרחורת הוא טכניקה מעבדה חדשה לניתוח תרכובות נדיפות וחצי למחצה. גז המוביל הוא מומס במדגם נוזלי על ידי הפעלת overpressure ו ערבוב המדגם. תא המדגם ואז decompressed. מינים האנליטי משוחררים לשלב הגז עקב התפשטות.

פיצי הפקה של תרכובות אורגניות נדיפות בשילוב עם לחץ אטמוספרי כימי יוניזציה Quadropole מסה ספקטרומטריית

פרוטוקול עבור אפיון ההרכב הכימי של והבל הפה בזמן אמת באמצעות nanoelectrospray משני יינון מצמידים ברזולוציה גבוהה ספקטרומטר מסה הוכח.

אנליזת נשימה בזמן אמת באמצעות Nanoelectrospray משני יינון מצמידים ספקטרומטר מסה ברזולוציה גבוהה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לאיסוף ניחוח פרחוני אנטימיקרוביאלים מפרחים פורחים, באמצעות הליך דגימה לא הרסני.

אוסף מהיר של ניחוח פרחוני וולאטילס באמצעות מרחב ראש שיטה איסוף נדיפות עבור GC-MS מדגם תרמי

כאן אנו מציגים פרוטוקול לאפיון קורונה ביומולקולרית מלאה, חלבונים ומטבוליטים, שנרכשו על ידי ננו-חומרים מביופלואידים באמצעות אלקטרופורזה נימית – גישת ספקטרומטריית מסה.

ספקטרומטריית מסה אלקטרופורזיס נימית גישות לאפיון החלבון וקורונה מטבולית שנרכשו על ידי ננו-חומרים

פרוטוקול זה מתאר מיצוי של תרכובות אורגניות נדיפות מדגימה ביולוגית בשיטת מיצוי סורבנט בסיוע ואקום, כרומטוגרפיית גז בשילוב עם ספקטרומטריית מסה באמצעות מסילת הכנת דגימות Entech וניתוח נתונים. הוא מתאר גם תרבית של דגימות ביולוגיות ובדיקת איזוטופים יציבה.

לכידת תרכובות אורגניות נדיפות מיקרוביאליות המיוצרות באופן פעיל מדגימות הקשורות לבני אדם עם מיצוי סורבנט בסיוע ואקום

פרוטוקול זה מתאר הדמיית ספקטרומטריית מסה חד-תאית של תאי OVCAR-8 באמצעות יינון אלקטרוספריי דספורפציה המחובר לספקטרומטרי מסה Orbitrap לניתוח מטבולומי ברזולוציה מרחבית גבוהה.

הדמיית ספקטרומטריית מסה חד-תאית באמצעות יינון אלקטרוספריי בדסורפציה המשולבת לספקטרומטרי מסה של Orbitrap

למד אפיון תרכובות נדיפות מחיידקים באמצעות SESI-MS ללא טיפול מקדים בדגימה. שיטה זו מאפשרת זיהוי מהיר של חומרים אורגניים נדיפים בתוך חמש דקות בלבד.

נדיפים חיידקית משנית אפיון באמצעות Ionization electrospray ספקטרומטריית מסה (SESI-MS)

גלה סרטונים נוספים