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

K12 Standards

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High School

Physical Science

HS. Waves and Electromagnetic Radiation

HS-PS4-5.

MALDI-TOF Mass Spectrometry

매트릭스 보조 레이저 탈광 이온화(MALDI)는 생체 분자 의 분석에 이상적인 질량 분광법 이온 소스이다. 기체 상태에서 화합물을 이온화하는 대신, 샘플은 레이저에 의해 강타되는 매트릭스에 내장되어 있습니다. 매트릭스는 에너지의 대부분을 흡수; 이 에너지 중 일부는 시료로 옮겨져 결과적으로 이온화됩니다. 그런 다음 시료 이온은 비행 시간 분석기(TOF)를 사용하여 식별할 수 있습니다.
이 비디오는 매트릭스 선택과 TOF가 질량 대 충전 비율을 해명하는 데 사용되는 방법을 포함하여 MALDI-TOF의 원칙을 다룹니다. 이 절차는 MALDI 플레이트의 준비, 플레이트에 샘플의 하중 및 TOF 질량 분광계의 작동을 보여줍니다. 최종 섹션에서는 전세포 분석, 복잡한 생물학적 샘플의 특성화 및 전자 스프레이 이온화를 포함한 응용 분야와 변이가 표시됩니다.

maldi-tof 질량 분석

매트릭스 보조 레이저 탈광 이온화(MALDI)는 생체 분자 의 분석에 이상적인 질량 분광법 이온 소스이다. 기체 상태에서 화합물을 이온화하는 대신, 샘플은 레이저에 의해 강타되는 매트릭스에 내장되어 있습니다. 매트릭스는 에너지의 대부분을 흡수; 이 에너지 중 일부는 시료로 옮겨져 결과적으로 이온화됩니다. 그런 다음 시료 이온은 비행 시간 분석기(TOF)를 사용하여 식별할 수 있습니다.
이 비디오는 매트릭스 선택과 TOF가 질량 대 충전 비율을 해명하는 데 사용되는 방법을 포함하여 MALDI-TOF의 원칙을 다룹니다. 이 절차는 MALDI 플레이트의 준비, 플레이트에 샘플의 하중 및 TOF 질량 분광계의 작동을 보여줍니다. 최종 섹션에서는 전세포 분석, 복잡한 생물학적 샘플의 특성화 및 전자 스프레이 이온화를 포함한 응용 분야와 변이가 표시됩니다.
<div class="chapter_text" id="script_0">
매트릭스 보조 레이저 탈광 이온화 또는 MALDI는 생체 분자 의 분석에 이상적인 질량 분광법 이온 소스입니다. 대부분의 이온 소스는 크고 깨지기 쉬운 생체 분자에서 구조적 정보를 제거합니다. MALDI는 크기와 전하에 따라 화합물을 분리하는 질량 분석기로 분자를 가속화하면서 구조적 무결성및 따라서 정보를 유지합니다. MALDI와 가장 일반적으로 결합된 것은 비행 시간, 즉 TOF 질량 분석기입니다. 이 비디오는 MALDI 이온화의 개념을 보여줍니다, 일반적인 절차, 그리고 생화학에 그것의 사용의 일부.
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<div class="chapter_text" id="script_1">
질량 분석이 작동하려면 분자가 기체 상태로 이온화되어야 합니다. MALDI에서, 샘플은 매트릭스에 내장되어 있으며, 전형적으로 방향족과 공각이중 결합을 포함하는 유기 화합물이다.
레이저 펄스가 이 혼합물을 공격할 때 매트릭스는 에너지의 대부분을 흡수하고, 빠르게 가열하고, 표면에서 탈고되거나 방출된다. 활력 매트릭스는 생체 분자에 에너지의 일부를 전송, 탈제 및 그(것)들을 이온화합니다.
MALDI는 일반적으로 비행 시간 또는 TOF 질량 분석기와 결합됩니다. 전기장은 이온에 운동 에너지를 적용하여 드리프트 튜브라고 하는 필드없는 영역으로 이동합니다. 튜브를 통과할 때 이온의 속도는 질량 대 전하 비율과 관련이 있으므로 무거운 입자가 계측기를 통해 느리게 이동합니다. 튜브 끝에 있는 검출기는 각 이온의 비행 시간을 측정합니다. 이러한 지식을 바탕으로 튜브 길이와 적용된 필드 강도뿐만 아니라 각 이온의 질량 대 전하 비율을 해명할 수 있습니다.
질량 스펙트럼이라고 하는 질량 대 충전 비율에 대한 신호 강도의 이 플롯은 수집된 스펙트럼 라이브러리와 비교할 수 있다. 일치하는 항목이 발견되지 않으면 탠덤 질량 분석법과 같은 추가 기술로 분자를 식별할 수 있습니다. 자세한 내용은 주제에 대한 이 컬렉션의 비디오를 참조하십시오.
MALDI-TOF의 기본 이 논의되었으므로 실험실의 과정을 살펴보겠습니다.
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<div class="chapter_text" id="script_2">
실험을 시작하기 전에 샘플이 디소베드되는 매트릭스의 선택을 고려하는 것이 중요합니다. 레이저 에너지를 흡수하고, 진공 상태에서 안정되고, 표적 분자와 반응하지 않아야 하며, 탈제할 수 있어야 합니다. 샘플에 따라 다른 행렬이 바람직합니다. 큰 단백질의 경우, CHCA와 DHB의 조합은 개별 행렬보다 해상도라고 불리는 봉우리의 더 나은 분리를 보여주었습니다.
샘플을 준비하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. "이중 레이어" 또는 "샌드위치" 메서드로 알려진 방법을 보여 드리겠습니다. 시작하려면 질량 분석법이 오염에 매우 민감하기 때문에 MALDI 플레이트를 초순수 시약으로 청소하십시오. 불활성 가스의 스트림으로 접시를 건조.
다음으로, 포화 매트릭스 용액이 이루어지며, 일반적으로 유기 용매를 한다. 용액은 MALDI 플레이트에 줄무늬가 있고 건조됩니다. 트리플루오로아세산 또는 TFA를 함유한 매트릭스의 제2 포화 용액이 제조된다. TFA는 기체 상으로 이온을 돕습니다.
다음으로, 시료 용액이 말린 매트릭스 스팟 위에 추가된다. 샘플 위에 TFA가 포함된 매트릭스 용액을 추가하여 행렬 "샌드위치"를 완성합니다. 스팟의 균일성은 저전원 현미경으로 확인할 수 있습니다.
다양한 알려진 질량과 혼합되어 m/z로 비행 시간을 상관시키는 데 사용되는 교정 표준을 플레이트합니다. 마지막으로 매트릭스를 음수 컨트롤로 단독으로 플레이트합니다.
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<div class="chapter_text" id="script_3">
반점을 분석하려면 대상 플레이트를 계측기에 배치합니다. 단단한 진공을 형성할 수 있도록 파편이 없는지 확인하십시오. 소프트웨어에서 표준, 음수 제어 및 관심 샘플을 선택합니다. 올바른 식별으로 반점에 레이블을 지정합니다.
이온 소스 와 렌즈 전압을 조작하여 분석 성능을 향상시킬 수 있습니다. 이는 계측기 및 샘플의 세부 사항에 따라 달라집니다. 표준 지점에 집중하고 소프트웨어로 계측기를 보정합니다.
다음으로 각 샘플 반점에서 스펙트럼을 수집합니다. 수집된 데이터의 품질을 최대화하기 위해 그 자리에서 몇 가지 다른 위치를 사용해 보십시오. 완료되면 MALDI 플레이트를 수거하고 청소 후 재사용할 수 있습니다.
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<div class="chapter_text" id="script_4">
이제 절차를 검토한 결과 MALDI가 사용하는 방법 중 일부와 다른 이온화 기법을 살펴보겠습니다.
생체 분자 이외에, MALDI는 살아있는 세포를 분석하기 위하여 이용될 수 있습니다. 대식세포는 그들의 마이크로 환경에 근거를 둔 몇몇 다른 양식의 한에 취하는 면역 세포입니다. 세포를 다양한 신호 분자 또는 사이토카인에 노출시킨 후 플레이트에 직접 첨가하고 분석할 수 있습니다. MALDI 스펙트럼은 사용되는 사이토카인에 따라 고유한 "지문"으로 사용할 수 있습니다.
포유류 피지 분비물 과 같은 복잡한 생물학적 샘플은 MALDI 분석 전에 정화 단계를 필요로합니다. 얇은 층 크로마토그래피는 구성 요소의 극성에 의존하는 기술 중 하나입니다. 화합물은 TLC 파테로부터 수집되고, 정제되고, MALDI 매트릭스로 이송된다. 결과 스펙트럼은 포유류 피지 분비물에서 분리된 생체 분자의 정체성과 순도를 확인합니다.
생체 분자에 대한 또 다른 일반적인 이온 소스는 전기 분무 이온화, 또는 ESI입니다. 이 방법에서 샘플은 고전압이 적용되는 계측기로 주입되어 충전된 물방울의 에어로졸을 생성합니다. 액적의 용매가 증발함에 따라 전하가 완전히 기체가 될 때까지 시료 분자로 이동됩니다. ESI는 스포팅 절차를 필요로 하지 않으며, 샘플은 기기에 직접 주입될 수 있다. 반면에 ESI는 버퍼 구성 요소 및 기타 오염 물질의 존재에 더 민감하므로 MALDI가 더 견고합니다.
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당신은 MALDI 질량 분석에 조브의 비디오를 보았다. 이 비디오는 악기 뒤에 이론을 설명, 일반적인 절차를 통해 갔다, 기술의 사용의 일부를 커버. 시청해 주셔서 감사합니다!
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MALDI-TOF 질량 분석

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

MALDI(Matrix-assisted laser desorption ionization)는 생체 분자 분석에 이상적인 질량 분석 이온 소스입니다. 대부분의 이온 소스는 크고 깨지기 쉬운 생체 분자에서 구조 정보를 제거합니다. MALDI는 구조적 무결성과 그에 따른 정보를 유지하는 동시에 분자를 질량 분석기로 가속하여 크기와 전하에 따라 화합물을 분리합니다. MALDI와 가장 일반적으로 결합되는 것은 비행 시간(TOF) 질량 분석기입니다. 이 비디오는 MALDI 이온화의 개념, 일반적인 절차 및 생화학에서의 일부 용도를 보여줍니다. 질량 분석법이 작동하려면 분자가 기체 상태로 이온화되어야 합니다. MALDI에서 시료는 일반적으로 방향족 및 공액 이중 결합을 포함하는 유기 화합물인 매트릭스에 내장되어 있습니다. 레이저 펄스가 이 혼합물에 부딪히면 매트릭스는 대부분의 에너지를 흡수하고 빠르게 가열되며 표면에서 탈착 또는 방출됩니다. 에너지가 공급된 매트릭스는 에너지의 일부를 생체 분자로 전달하여 탈착한 다음 이온화합니다. MALDI는 일반적으로 TOF(Time of Flight) 질량 분석기와 쌍을 이룹니다. 전기장은 이온에 운동 에너지를 가하여 드리프트 튜브(drift tube)라고 하는 자기장이 없는 영역으로 이동시킵니다. 이온이 튜브를 통과할 때의 속도는 질량 대 전하 비율과 관련이 있으므로 더 무거운 입자는 기기를 통해 더 느리게 이동합니다. 튜브 끝에 있는 검출기는 각 이온의 비행 시간을 측정합니다. 이러한 지식과 튜브 길이 및 적용된 전계 강도를 통해 각 이온의 질량 대 전하 비율을 규명할 수 있습니다. 질량 스펙트럼으로 알려진 질량 대 전하 비율에 대한 신호 강도의 이 플롯은 수집된 스펙트럼 라이브러리와 비교할 수 있습니다. 일치하는 항목이 발견되지 않으면 탠덤 질량 분석법과 같은 추가 기술로 분자를 식별할 수 있습니다. 자세한 내용은 이 주제에 대한 이 컬렉션의 비디오를 참조하십시오. 이제 MALDI-TOF의 기본 사항에 대해 논의했으므로 실험실에서의 프로세스를 살펴보겠습니다. 실험을 시작하기 전에 샘플을 탈착할 매트릭스의 선택을 고려하는 것이 중요합니다. 레이저 에너지를 흡수하고, 진공 상태에서 안정적이어야 하며, 표적 분자와 반응하지 않아야 하고, 탈착할 수 있어야 합니다. 샘플에 따라 다른 매트릭스가 선호됩니다. 큰 단백질의 경우, CHCA와 DHB의 조합은 개별 매트릭스보다 분리능(resolution)이라고 하는 피크의 분리율이 더 우수하다는 것을 보여주었습니다. 샘플을 준비하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 우리는 "이중 층" 또는 "샌드위치" 방법으로 알려진 것을 보여줄 것입니다. 먼저 질량 분석법은 오염에 매우 민감하므로 초순수 시약으로 MALDI 플레이트를 청소합니다. 불활성 가스 흐름으로 플레이트를 건조시킵니다. 다음으로, 일반적으로 유기 용매를 사용하여 포화 매트릭스 용액을 만듭니다. 용액을 MALDI 플레이트에 줄무늬를 만들고 건조시킵니다. 트리플루오로아세트산(trifluoroacetic acid, TFA)을 함유하는 매트릭스의 두 번째 포화 용액을 제조합니다. TFA는 이온이 기체 상태로 들어가는 데 도움이 됩니다. 다음으로, 샘플 용액을 건조된 매트릭스 스폿 위에 추가합니다. 샘플 위에 TFA가 포함된 매트릭스 용액을 추가하여 매트릭스 "샌드위치"를 완성합니다. 스폿의 균질성은 저전력 현미경으로 확인할 수 있습니다. 플레이트 A 보정 표준은 알려진 다양한 질량과 혼합된 것으로, 비행 시간을 m/z와 연관시키는 데 사용됩니다. 마지막으로, 매트릭스만 negative control로 플레이트합니다. 스폿을 분석하려면 타겟 플레이트를 기기에 배치하십시오. 이물질이 없는지 확인하여 단단한 진공을 형성할 수 있습니다. 소프트웨어에서 표준물질, negative control 및 관심 샘플을 선택합니다. 올바른 식별로 얼룩에 레이블을 지정합니다. 이온 소스와 렌즈 전압을 조작하여 분석 성능을 향상시킬 수 있습니다. 이것은 기기 및 샘플의 세부 사항에 따라 다릅니다. 표준 스폿에 초점을 맞추고 소프트웨어로 기기를 교정합니다. 다음으로, 각 샘플 스폿에서 스펙트럼을 수집합니다. 수집된 데이터의 품질을 최대화하기 위해 현장에서 몇 가지 다른 위치를 시도해 보십시오. 완료되면 MALDI 플레이트를 수거하여 세척 후 재사용할 수 있습니다. 지금까지 절차를 검토했으므로 이제 MALDI가 활용되는 몇 가지 방법과 다른 이온화 기술에 대해 알아보겠습니다. 생체 분자 외에도 MALDI는 살아있는 세포를 분석하는 데 사용할 수 있습니다. 대식세포는 미세환경에 따라 여러 가지 형태 중 하나를 취하는 면역 세포입니다. 세포를 다양한 신호 분자 또는 사이토카인에 노출시킨 후 플레이트에 직접 첨가하여 분석할 수 있습니다. MALDI 스펙트럼은 사용된 사이토카인에 따라 고유한 "지문"으로 사용할 수 있습니다. 포유류의 피지 분비물과 같은 복잡한 생물학적 시료는 MALDI 분석 전에 정제 단계가 필요합니다. 박층 크로마토그래피는 구성 요소의 극성에 의존하는 기술 중 하나입니다. 화합물은 TLC pate에서 수집되어 정제되어 MALDI 매트릭스로 전달됩니다. 결과 스펙트럼은 포유류의 피지 분비물에서 분리된 생체 분자의 정체성과 순도를 확인합니다. 생체 분자의 또 다른 일반적인 이온 공급원은 전기 분무 이온화(ESI)입니다. 이 방법에서는 샘플이 기기에 주입되어 고전압이 가해져 하전된 방울의 에어로졸을 생성합니다. 액적의 용매가 증발함에 따라 전하가 완전히 기체가 될 때까지 샘플 분자로 이동합니다. ESI는 스포팅 절차가 필요하지 않으며 시료를 기기에 직접 주입할 수 있습니다. 반면에 ESI는 완충액 성분 및 기타 오염 물질의 존재에 더 민감하므로 MALDI가 더 견고합니다. MALDI 질량 분석법에 대한 JoVE의 비디오를 시청하셨습니다. 이 비디오는 기기의 이론을 설명하고, 일반적인 절차를 살펴보고, 이 기술의 일부 용도를 다루었습니다. 시청해 주셔서 감사합니다!

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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...

protein crystallization

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...

metabolic labeling

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...

electrophoretic mobility shift assay (emsa)

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...

photometric protein determination

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...

density gradient ultracentrifugation

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

이 컬렉션은 선호도 크로마토그래피와 같은 일반적으로 사용되는 정제 방법과 MALDI-TOF와 같은 분석 방법을 제공합니다. 또한, 비디오는 공동 면역 침전 및 대사 라벨링과 같은 생체 분자 상호 작용 및 기능을 평가하는 방법을 선보이고 있습니다.

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

How MALDI-TOF Reads Biomolecules | JoVE K12

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

A wave propagates through a medium with a constant speed, known as a wave velocity. It is different from the speed of the particles of the medium, which ...

Speed of a Transverse Wave

The speed of a wave depends on the characteristics of the medium. For example, in the case of a guitar, the strings vibrate to produce the sound. The ...

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problem-solving-tuning-of-a-guitar-string

Problem-Solving: Tuning of a Guitar String

In the case of stringed instruments like the guitar, the elastic property that determines the speed of the sound produced is its linear mass density or ...

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Kinetic and Potential Energy of a Wave

All forms of waves carry energy; this is directly visualized in nature. For instance, the waves of earthquakes are so intense that they can shake huge ...

Energy and Power of a Wave

The total energy associated with a wavelength is the sum of the potential energy and the kinetic energy. The average rate of energy transfer associated ...

Interference and Superposition of Waves

When two waves of the same nature occur in the same region simultaneously, they result in interference. Interference of waves implies that the net effect ...

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.

concept-of-resonance-and-its-characteristics

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

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

Photoelectric Effect

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

Reflection and Refraction

Source: Derek Wilson,&#160;Asantha Cooray, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA
...

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 ...

Electromagnetic Waves

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

Electromagnetic waves are categorized according to their wavelengths and frequencies, giving the electromagnetic spectrum. These waves are classified as ...

Plane Electromagnetic Waves I

The existence of combined electric and magnetic fields that propagate through space as electromagnetic (EM) waves is the most significant prediction of ...

Plane Electromagnetic Waves II

Consider a plane wavefront traveling in position x-direction with a constant speed. This wavefront can be utilized to obtain the relationship between ...

propagation-speed-of-electromagnetic-waves

Propagation Speed of Electromagnetic Waves

Electromagnetic waves are consistent with Ampere&#39;s law. Assuming there is no conduction current Ampere&#39;s law is given as:


Consider a plane ...

Electromagnetic Waves in Matter

Electromagnetic waves can travel in the vacuum as well as in matter. For example light, which is an electromagnetic wave, can travel through air, water, ...

Energy Carried By Electromagnetic Waves

Anyone who has used a microwave oven knows there is energy in electromagnetic waves. Sometimes, this energy is obvious, such as in the summer sun&#39;s ...

Intensity Of Electromagnetic Waves

The energy transport per unit area per unit time, or the Poynting vector, gives the energy flux of an electromagnetic wave at any specific time. For a ...

Momentum And Radiation Pressure

An object absorbing an electromagnetic wave would experience a force in the direction of propagation of the wave. This force occurs because ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging

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

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An Introduction to Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster, also known as the fruit fly, is a powerful model organism widely used in biological research that has made significant ...

an-introduction-to-the-zebrafish-danio-rerio

An Introduction to the Zebrafish: Danio rerio

Zebrafish (Danio rerio) are small freshwater fish that are used as model organisms for biomedical research. The many strengths of these fish include their ...

Evaluate the validity and reliability of claims in published materials of the effects that different frequencies of electromagnetic radiation have when absorbed by matter.

HS-PS4-4.

How MALDI-TOF Reads Biomolecules

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