방법 논문

양적 응용 프로그램에 대한 균일 MALDI 시료의 제조

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DOI:

10.3791/54409

2016년 10월 28일

이 논문에서

요약

샘플 건조 공정 중에 기판의 온도를 조절하여 MALDI 질량 분석기에서 이온 이질성 신호 공간을 감소시키는 프로토콜이 설명된다.

초록

이 프로토콜은 MALDI(matrix-assisted laser desorption/ionization) 질량 분석 중 이온 신호의 공간적 이질성을 줄이기 위한 간단한 샘플 준비를 보여줍니다. 이온 신호의 이질성은 MALDI에서 심각한 문제이며, 이로 인해 데이터 재현성이 떨어지고 MALDI가 정량 분석에 적합하지 않습니다. 시료 준비 중에 시료 플레이트 온도를 조절함으로써 시료 용액 방울 내부의 열 유도 유체역학적 흐름은 이질성 문제를 줄일 수 있습니다. MALDI 시료 플레이트를 고정하는 온도 조절 구리 베이스 블록이 장착된 실온 시료 전처리 챔버는 시료 건조 조건의 정밀한 제어를 용이하게 합니다. 시료 방울을 건조시킨 후 시료 플레이트의 온도를 실온으로 되돌리고 후속 질량 분석 분석을 위해 챔버에서 제거합니다. 샘플의 영역은 MALDI 이미징 질량 분석법으로 검사하여 샘플의 모든 구성 요소의 공간 분포를 얻습니다. 온도 제어 없이 주변 조건에서 샘플을 준비하는 기존의 건조 액적 방법과 비교하여, 본 명세서에서 입증된 방법으로 준비된 샘플은 상당히 우수한 공간 분포 및 신호 강도를 보여줍니다. 탄수화물 및 펩타이드 샘플을 사용한 관찰에 따르면, 건조 공정 중에 주변 온도를 주변 온도로 유지하면서 기질 온도를 낮추면 이온 신호의 이질성을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 이 방법은 일반적으로 샘플과 매트릭스의 다양한 조합에 적용할 수 있습니다.

서론

질량 분석법(MS)은 복잡한 샘플의 분자 조성을 분석하기 위한 가장 중요한 분석 기술 중 하나입니다. MS에 사용되는 모든 이온화 방법 중에서 매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화(MALDI)는 바이오분석 응용 분야에서 가장 민감하고 널리 사용되는 방법입니다. 1 다른 이온화 기술과 비교하여, MALDI에는 소금 오염물질에 가장 높은 감도 그리고 고단능력이 있습니다. 이러한 분석 특성으로 인해 MALDI는 탄수화물 분석 및 많은 단백질체학 응용 분야에서 첫 번째 선택이 됩니다. 그러나 시료 전처리는 MALDI-MS에서 고품질 데이터를 얻기 위한 중요한 단계입니다.

MALDI-MS에 가장 일반적으로 사용되는 시료 전처리 방법은 건조 액적 방법으로, 시료 액적을 표면에 증착하고 주변 조건에서 건조합니다. 이 건조 방법은 간단하고 일반적으로 효과적입니다. 2-5 그러나 건조 액적 방법의 일반적인 문제는 결과 분석물/매트릭스 결정이 일반적으로 불규칙하게 분포한다는 것입니다. 많은 경우, 결정은 샘플 영역의 주변부에서 응집되어 소위 고리 염색 형성을 초래합니다. 6-8 이질적인 결정 형태는 분석물 분자의 공간적 분포에 영향을 미치며, 이는 샘플 영역에 대한 이온 신호의 심각한 변동을 초래합니다. ....

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프로토콜

참고 :이 프로토콜은 건조-방울 방법으로 제조 된 말 토트 리오스와 브라 디 키닌 단편 (1-7)의 공간적 이질성을 줄이기 위해 개발되고있다. 프로토콜은 준비 및 전처리 샘플 증착 및 건조하고, 질량 분석 데이터 분석을 포함하여 세 개의 주요 단계로 구성된다. 절차를 요약하고 아래에보다 상세히 설명된다 :

1. 준비 및 전처리

  1. 샘플 플레이트 청소
    1. 니트릴 장갑을 착용하고 세제와 증류수 - 탈 이온수 (DDW)으로 가볍게 샘플 판을 손 씻는다.
    2. 메탄올 (메탄올)과 DDW와 샘플 판을 씻어.
    3. 600 ml의 비이커에 샘플 플레이트를 삽입하고 DDW로 입력합니다.
    4. 초음파 조 (200 W, 40 KHZ)에서 15 분 동안 DDW의 샘플 플레이트를 초음파 처리.
    5. 비커에서 DDW를 제거하고 메탄올로 비커를 입력합니다.
    6. 초음파 욕 (200 W, 40 KHZ)에서 15 분 동안 메탄올에있는 샘플 플레이트 초음파 처리.
    7. 질소 가스와 함께 접시에 용매 방울을 불어 샘플 증착하기 전에 건조 샘플 플레이트를 유지합니다.
  2. 규제 건조 챔버 온도
    참고 :. 건조 챔버는 35 X 20 X 45cm 3....

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결과

밝은 필드 화상과 시료 판 (5)의 온도가 25 ° C로 제조 토트 리오스 및 브라 디 키닌 단편 (1-7)의 MS 이미지는도 1에 도시되어있다. sodiated 말 토트 리오스, 이온 신호를 중심으로 채워의 경우 샘플 영역의 주변에이를 25 ° C의 샘플 플레이트의 온도로 제조되는 경우. 5 ° C에 샘플 플레이트의 온도를 감소시킴으로써, 신호는 균일하게 전체 샘플 면적에 걸쳐 채워. 5 ° C에서 샘플을 준비하는 유일한 눈에 띄는 단점은 25 ° C에서 제조 된 샘플보다 더 많은 균열이 발생하는 것입니다. 양성자 브래디 키닌 단편 (1-7)의 이온 화상 sodiated 토트 리오스의 것과 유사한 경향을 나타낸다. MS의 촬상 결과는 하위 샘플 플레이트의 온도에 따라 샘플을 제조하는 것이 훨씬 분자 재배포 이질성을 감소시킬 수 있다고 제시한다.

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토론

이전 이론적 예측에 기초하여, 방울 내에서의 온도 - 유도 된 유체 역학적 흐름이 외측으로 용매 증발에 의한 모세관 흐름을 극복 할 수있다. 온도가 증가 액적 내에 그라디언트 때 분자의 내부 재순환 등의 효율이 향상된다. 주위 온도에서 주변을 유지하면서 5 ℃ 하에서 샘플 플레이트의 온도를 유지하는 경우, 예측 결과에 따라, 상기 액적 내의 재순환 흐름의 평균 속도는 외측 모세관 흐름보다 약 4 배 더 빠르다. 샘플 플레이트 온도가 주위와 동일한 경우, 재순환 흐름의 평균 속도는 외측 모세관 유동보다 1800 배 느리다. 이 계산의 결과는 샘플 제조 동안 샘플 플레이트 온도를 낮추면 유리임을 나타낸다. 실험 관찰이 예측에 동의합니다.

샘플 플레이트 성질ature 정확하게 다른 샘플 플레이트 온도에서 시료의 0.1 μL로 샘플 준비 과정. 표 1을 통해 일반적인 방울 건조 시간을 보여줍니다 제어되어야한다. 접시에 시료 용액을 증착하기 전에, 샘플 .......

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공개 사항

저자는 경쟁적인 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

감사의 글

이 작업은 유전체학 연구 센터, Academia Sinica 및 대만 과학기술부(계약 번호 104-2119-M-001-014)의 지원을 받았습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
시약
세제 분말Alconox242985
메탄올Merck106009
AcetonitrileMerck100003
2,4,6-trihydroxyacetophenone (THAP)Sigma-AldrichT64602 
Bradykinin fragment (1-7)Sigma-AldrichB1651
MaltotrioseSigma-Aldrich47884
피펫 팁Mettler Toledo17005091
Microcentrifuge tubeAxygenMCT-150-C
Equipment
Milli-Q water purification 시스템MilliporeZMQS6VFT1
파우더 프리 니트릴 장갑MicroflexSU-690
600 ml 비커Duran2110648
초음파 세척기DeltaDC300H
습도계Wisewind5330
질소 가스 유량계DwyerRMA-6-SSV
K-type 열전대Digitron311-1670
원심분리기Select BioProductsForce Mini 
피펫Raininpipet-lite XLS
실체현미경OlympusSZX16
온도 조절 가능 건조 챔버이 실험실
, 동기화된 이중 극성, 비행 시간 이미징 질량 분석기(DP-TOF, IMS)이 실험실
, MALDI-TOF, 스테인리스강 시료 대상이 실험실, 이 실험실

참고문헌

  1. Karas, M., Hillenkamp, F. Laser Desorption Ionization of Proteins with Molecular Masses Exceeding 10000 Daltons. Anal. Chem. 60, 2299-2301 (1988).
  2. Beavis, R. C., Chait, B. T. Velocity Distributions of Intact High Mass....

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재인쇄 및 허가

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태그

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