Methodenartikel

Een cyclische ionenmobiliteitsspectrometer gebruiken voor tandem-ionmobiliteitsexperimenten

DOI:

10.3791/63451

⸱

20 januari 2022

 ,  ,  , 
1INRAE, UR BIA, F-44316 Nantes, France, 2INRAE, BIBS Facility, F-44316 Nantes, France

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ionenmobiliteitsspectrometrie (IMS) is een interessante aanvulling op massaspectrometrie voor de karakterisering van biomoleculen, met name omdat het gevoelig is voor isomisme. Dit protocol beschrijft een tandem IMS (IMS/IMS) experiment, dat de isolatie van een molecuul en het genereren van de mobiliteitsprofielen van zijn fragmenten mogelijk maakt.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nauwkeurige karakterisering van chemische structuren is belangrijk om hun onderliggende biologische mechanismen en functionele eigenschappen te begrijpen. Massaspectrometrie (MS) is een populair hulpmiddel, maar is niet altijd voldoende om alle structurele kenmerken volledig te onthullen. Hoewel koolhydraten bijvoorbeeld biologisch relevant zijn, wordt hun karakterisering gecompliceerd door talrijke niveaus van isomerie. Ionenmobiliteitsspectrometrie (IMS) is een interessante aanvulling omdat het gevoelig is voor ionenconformaties en dus voor isomerie.

Bovendien hebben recente ontwikkelingen de techniek aanzienlijk verbeterd: de laatste generatie cyclische IMS-instrumenten biedt extra mogelijkheden in vergelijking met lineaire IMS-instrumenten, zoals een verhoogd oplossend vermogen of de mogelijkheid om tandem ion mobility (IMS/IMS) experimenten uit te voeren. Tijdens IMS/IMS wordt een ion geselecteerd op basis van zijn ionenmobiliteit, gefragmenteerd en opnieuw geanalyseerd om ionenmobiliteitsinformatie over zijn fragmenten te verkrijgen. Recent werk toonde aan dat de mobiliteitsprofielen van de fragmenten in dergelijke IMS / IMS-gegevens kunnen fungeren als een vingerafdruk van een bepaalde glycaan en kunnen worden gebruikt in een moleculaire netwerkstrategie om glycomics-datasets op een structureel relevante manier te organiseren.

Het doel van dit protocol is dus om te beschrijven hoe IMS/IMS-gegevens kunnen worden gegenereerd, van monstervoorbereiding tot de uiteindelijke Collision Cross Section (CCS) kalibratie van de ionenmobiliteitsdimensie die reproduceerbare spectra oplevert. Aan de hand van het voorbeeld van één representatieve glycaan zal dit protocol laten zien hoe een IMS/IMS-regelsequentie op een cyclisch IMS-instrument kan worden gebouwd, hoe rekening moet worden gehouden met deze controlesequentie om de ims-aankomsttijd te vertalen in drifttijd (d.w.z. de effectieve scheidingstijd die op de ionen wordt toegepast) en hoe de relevante mobiliteitsinformatie uit de onbewerkte gegevens kan worden geëxtraheerd. Dit protocol is ontworpen om de kritieke punten van een IMS/IMS-experiment duidelijk uit te leggen en zo nieuwe cyclische IMS-gebruikers te helpen eenvoudige en reproduceerbare acquisities uit te voeren.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De volledige chemische karakterisering van biomoleculen is de sleutel tot het begrijpen van hun onderliggende biologische en functionele eigenschappen. Hiertoe hebben zich de afgelopen jaren "omics"-wetenschappen ontwikkeld, gericht op de grootschalige karakterisering van chemische structuren bij biologische concentraties. In proteomica en metabolomica is MS een kerninstrument geworden om de structurele heterogeniteit in biologische media te ontrafelen, met name dankzij de gevoeligheid en het vermogen om structurele informatie te verstrekken via tandem MS (MS / MS). In MS /MS-strategieën wordt een ion geselecteerd op basis van zijn massa, vervolgens gefragmenteerd en ten slotte worden de massa's van zijn fragmenten verkregen om een vingerafdruk van het molecuul vast te stellen. MS/MS-spectra kunnen met name worden gebruikt om spectrale databases1,2 te matchen of om de bovenliggende structuren voorlopig te reconstrueren3,4. In de veronderstelling dat vergelijkbare spectra tot vergelijkbare verbindingen behoren, kunnen MS/MS-gegevens ook worden gebruikt om moleculaire netwerken (MN's) te bouwen die verwante soorten verbinden via een gelijkenisscore5,6.

Vanwege de inherente eigenschap van MS om de massa-ladingsverhouding (m/z) van ionen te detecteren, is de techniek echter blind voor een aantal structurele kenmerken die binnen het bereik van (stereo)isomerie vallen. Koolhydraten zijn bijvoorbeeld gemaakt van verschillende monosaccharide-subeenheden, waarvan er vele stereo-isomeren of zelfs epimeren zijn (bijv. Glc vs. Gal of Glc vs. Man). Deze subeenheden zijn verbonden door glycosidische bindingen, die kunnen verschillen door de positie van de koppeling (regio-isomerisme) en de sterische configuratie van de anomere koolstof (anomerisme). Deze kenmerken maken het voor standalone MS moeilijk om onderscheid te maken tussen koolhydraatisomeren7, en alleen regio-isomerisme kan worden aangepakt met behulp van hoogenergetische activeringsmethoden8,9,10. Hoewel derivatisatie een optie is om de equivalentie van stereo-imcesorische groepen11 te verstoren, vereist het een uitgebreide monstervoorbereiding. Een andere, meer eenvoudige optie is om MS te koppelen aan een analytische dimensie die gevoelig is voor isomerisme, zoals IMS.

Omdat dit protocol is ontworpen voor gebruikers die al bekend zijn met de basisconcepten van IMS en omdat gedetailleerde beoordelingen elders beschikbaar zijn12,13, wordt hier slechts een kort overzicht van de principes van IMS gegeven. IMS is een gasfasescheidingsmethode die vertrouwt op de interactie van ionen met een buffergas en een elektrisch veld, waardoor ionen uiteindelijk worden gescheiden volgens hun gasfaseconformaties. Verschillende principes van IMS gekoppeld aan MS zijn te vinden op commerciële instrumenten: sommige werken op afwisselend hoge en lage elektrische velden (veldasymmetrisch IMS, FAIMS), terwijl de meeste werken binnen de lage veldlimiet, met name driftbuis IMS (DTIMS, lineair afnemend elektrisch veld), reizende golf IMS (TWIMS, symmetrische potentiaalgolven) en gevangen IMS (TIMS, hoge stroom van buffergasvangende ionen tegen elektrische velden)13 . De low-field methoden geven toegang tot een zogenaamde CCS, een eigenschap van het ion-gaspaar die het oppervlak (in Å2 of nm2) vertegenwoordigt van het ion dat tijdens de scheiding interageert met het buffergas. CCS is theoretisch instrumentonafhankelijk en is dus nuttig om gegevens te genereren die tussen verschillende laboratoria kunnen worden gereproduceerd14. Ionenmobiliteitsscheidingen kunnen worden beïnvloed door verschillende parameters en met name door fluctuaties van de gasdruk en gastemperatuur in de mobiliteitscel. De CCS-kalibratie is een manier om dit te verhelpen, omdat zowel de kalibrant als de soort van belang op dezelfde manier zullen worden beïnvloed13. Het is echter verplicht om het instrument in een temperatuurgecontroleerde ruimte te installeren en een betrouwbaar gasdrukregelsysteem te hebben.

Een interessante evolutie van IMS is IMS/IMS, dat voor het eerst werd geïntroduceerd in 2006 door clemmer's groep als een analoog van MS/MS15,16. In IMS/IMS wordt een ion van belang selectief geïsoleerd op basis van zijn ionenmobiliteit; het wordt vervolgens geactiveerd (tot mogelijke fragmentatie) en een nieuwe IMS-analyse van het geactiveerde ion of fragmenten wordt uitgevoerd. In het eerste instrumentele ontwerp werden twee IMS-cellen in serie gezet, gescheiden door een ionentrechter waar de activering stond. Sindsdien, hoewel een aantal IMS/IMS-opstellingen werden voorgesteld (voor een beoordeling, zie Eldrid en Thalassinos17), kwam de eerste commerciële massaspectrometer met IMS/IMS-capaciteit pas in 201918 beschikbaar. Dit instrument verbeterde het oorspronkelijke concept aanzienlijk door het te combineren met een andere technologische doorbraak: een cyclisch ontwerp van de IMS-cel.

De cyclische IMS-cel maakt het theoretisch mogelijk om de lengte van het driftpad en dus het oplossend vermogen van het instrument bijna oneindig te vergroten19. Dit werd bereikt door middel van een bepaalde instrumentgeometrie, waarbij de cyclische TWIMS-cel orthogonaal op de optische hoofdas van het ion wordt geplaatst. Een multifunctioneel arraygebied bij de ingang van de IMS-cel maakt het mogelijk om de richting van het ionenpad te regelen: (i) ionen zijwaarts verzenden voor IMS-scheiding, (ii) vooruit voor MS-detectie, of (iii) achteruit van de IMS-cel om te worden opgeslagen in een prearraycel. Vanuit deze prearray store-cel kunnen de ionen worden geactiveerd en de fragmenten opnieuw in de IMS-cel worden geïnjecteerd voor ionenmobiliteitsmeting, een aanpak die met succes is gebruikt om stereo-isomeren te karakteriseren20. Uiteindelijk bevatten de verzamelde gegevens ionenmobiliteit en m/z-informatie voor de voorloper en zijn fragmenten.

In een recente publicatie die dit cyclische ontwerp gebruikte voor glycaananalyses (Ollivier et al.21), toonden we aan dat het mobiliteitsprofiel van de fragmenten in dergelijke IMS / IMS-gegevens fungeert als een vingerafdruk van een biomolecuul dat kan worden gebruikt in een moleculaire netwerkstrategie. Het resulterende netwerk, IM-MN genaamd, leidde tot de organisatie van glycomics-datasets op een structureel relevante manier, terwijl het netwerk dat uitsluitend was opgebouwd uit MS / MS-gegevens (MS-MN) weinig informatie onthulde. Om deze publicatie aan te vullen en Cyclic IMS-gebruikers te helpen deze workflow te implementeren, biedt dit protocol een volledige beschrijving van het protocol dat wordt gebruikt om de gegevens te verzamelen. Dit protocol richt zich alleen op het genereren van de IMS/IMS-gegevens die gebruikers vervolgens kunnen gebruiken om IM-MN-netwerken te bouwen (zie21) of voor een andere toepassing naar keuze. Het bouwen van IM-MN zal hierin niet worden overwogen, omdat protocollen voor moleculaire netwerken al beschikbaar zijn22. De cruciale punten die moeten worden gevolgd om waardevolle en reproduceerbare IMS/IMS-acquisities te genereren, worden benadrukt. Naar het voorbeeld van een van de oligosachariden bestudeerd door Ollivier et al. 21, worden de volgende stappen gedetailleerd beschreven: (i) monstervoorbereiding, (ii) afstemming van het cyclische IMS-instrument, (iii) geautomatiseerde piekselectie van de gegevens en (iv) CCS-kalibratie.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

OPMERKING: Een overzicht van het protocol is te vinden in figuur 1. De parameters die worden gebruikt voor de experimenten die in dit protocol worden beschreven, zijn te vinden in aanvullende tabel S1 en aanvullende tabel S2.

1. Bereiding van de monsteroplossing

OPMERKING: Het protocol wordt beschreven met behulp van een arabinoxylaan pentasaccharide (23-α-L-arabinofuranosyl-xylotetraose of XA2XX; zie de tabel met materialen) als voorbeeld.

  1. Bereiding van het oplosmiddel: 500 μM LiCl in 50:50 H2O:MeOH (vol./vol.).
    1. Bereid een 100 mM stockoplossing van lithiumchloride (LiCl) in H2O met een gewicht van 212 mg LiCl en voeg 50 ml hoogzuiver gedeïoniseerd water (H2O) toe in een polypropyleen conische buis van 50 ml. Schud tot het helemaal opgelost is.
      OPMERKING: Het oplosmiddel is gedopeerd met een lithiumzout om de vorming van [M +Li]+ adducten in de ionenbron van de spectrometer te bevorderen, omdat het meestal fragmentatiespectra van betere kwaliteit oplevert in vergelijking met andere alkali-adducten. Het gebruik van LiCl wordt aanbevolen omdat eerder is gebleken dat organische zuren (en dus hun zouten) invloed hebben op IMS-profielen23.
    2. Verdun in een glazen fles de LiCl-stamoplossing 200x: tot 250 μL van de stamoplossing, voeg 24,75 ml H2O toe. Voeg 25 ml methanol (MeOH) toe om een eindconcentratie licl van 500 μM te bereiken in 50:50 H2O:MeOH (v/v). Soniceer gedurende 2 minuten om het oplosmiddel te ontgassen.
      OPMERKING: MeOH vormt een gevaar voor de gezondheid (H225, H301, H311, H331, H370); manipuleren onder een afzuigkap met een laboratoriumjas, handschoenen en oogbescherming. Een verhouding van 50:50 MeOH/H2O (v/v) lijkt het beste oplosmiddel voor de ionisatie van oligosachariden; MeOH kan echter indien nodig worden vervangen door acetonitril (ACN).
  2. Weeg in een polypropyleenbuis van 1,5 ml 1 mg van het koolhydraat af. Los op met een geschikt volume van 500 μM LiCl om een concentratie van 1 mg/ml te bereiken. Verdun tot een eindconcentratie van 10 μg/ml in 50:50 MeOH/H2O + 500 μM LiCl. Bewaren bij 4 °C.
    OPMERKING: De concentratie van 10 μg/ml is gekozen om het signaal over alle fragmentionen tijdens IMS/IMS-MS te optimaliseren (dit is voor een zuivere verbinding; verhoog de concentratie bij het werken aan mengsels). Voor de verwerving van referentie-IMS/IMS-spectra, het monster niet verder verdunnen: verzadiging van de MS-detector vóór fragmentatie wordt verwacht, hoewel het instrument opties biedt om het te corrigeren (zie stap 3.2.).

2. Afstemming van de cyclische IMS-massaspectrometer

OPMERKING: Softwaregerelateerde instructies (vensters, menu's en opdrachten) zijn vetgedrukt gemarkeerd.

  1. Open de instrumentenconsole vanuit de instrumentbesturingssoftware (MS tune-pagina , zie de softwaredetails in de materiaaltabel) en zet het instrument in de bedieningsmodus . Wacht ten minste 3 uur totdat de hoge spanningen in de IMS-cel zijn gestabiliseerd.
    OPMERKING: Voor de beste reproduceerbaarheid moeten de spanningen in de IMS-cel volledig worden gestabiliseerd. Schakel de hoge spanningen in en laat het instrument 's nachts stabiliseren voordat een cyclische IMS-analyse plaatsvindt. Verder moeten de druk en temperatuur in de ionenmobiliteitscel zo constant mogelijk worden gehouden. Hoewel een teruglezing voor de druk beschikbaar is in het tabblad Vacuüm , is er geen teruglezing beschikbaar voor de temperatuur. Bewaar het instrument in een laboratorium met thermostaat. Het instrument dat in dit werk wordt gebruikt, werkt op 1,75 mbar in een laboratorium met thermostaat bij 20 °C.
  2. Cyclische IMS-instrumentopstelling
    OPMERKING: Standaardoplossingen moeten worden toegediend met behulp van het ingebouwde fluidics-systeem voor de instrumentopstelling.
    1. Plaats de fluidics containers gevuld met de juiste door de fabrikant verstrekte normen op het fluidics-systeem: Reservoir B ('Lockmass'): 10 pg/μL leucine enkephaline (LEU ENK) in 50:50 ACN/H2O + 0,1% mierenzuur; Reservoir C ('Calibrant'): MajorMix.
      OPMERKING: In dit protocol wordt de MajorMix-kalibratieoplossing gebruikt om zowel de m/z - als de CCS-afmetingen te kalibreren. Om praktische redenen wordt een externe CCS-kalibratie uitgevoerd (zie stap 5 van het protocol); daarom is het ook mogelijk om een eigen kalibrantmengsel voor de CCS en een ander kalibrant voor de m/z (bijv. natriumformiaat of natriumjodide) te gebruiken.
    2. Ga op de tunepagina van de Quartz-console naar het tabblad Fluidics . Stel de monsterfluïdica in op reservoir C en de referentiefluïdica op reservoir B. Injecteer beide oplossingen achtereenvolgens in de ionenbron om het MS-signaal te controleren.
    3. Voer de ADC-installatie, detectorinstelling (met LEU ENK) en massakalibratie (zie de materiaaltabel voor de kalibratieoplossing) uit op de pagina Instrumentinstellingen volgens de instructies van de fabrikant.
  3. Registreer een IMS-acquisitie van de kalibratieoplossing met een single pass-scheiding (gebruik dit voor externe IMS-kalibratie).
    OPMERKING: De parameters van de ionenbron en de reizende golf (TW) (statische golfhoogte en golfsnelheid) moeten constant worden gehouden tijdens alle acquisities (kalibratie en acquisities). Als de gebruiker geen voorkennis heeft van de optimale parameters voor zijn monster, kan deze stap worden uitgevoerd na stap 3 van het protocol (voor [M +Li]+ adducten van neutrale oligosachariden gebruiken de representatieve resultaten een TW-hoogte van 16 V en TW-snelheid van 350 m / s, wat de beste resultaten oplevert).
    1. Selecteer op het tabblad Fluidics het baffle position Sample en injecteer het kalibrant (zie de tabel met materialen) in de ionenbron (met behulp van het ingebouwde fluidics-systeem) via de 'Sample'-sonde met een stroomsnelheid van 10 μL / min.
    2. Stel een single-pass IMS-reeks in. Zet het instrument op de pagina Tune in de mobiliteitsmodus en open het venster Cyclic Sequence Control . Selecteer Geavanceerde modus. Selecteer op het tabblad Cyclische functies van dit nieuwe venster bundel toevoegen en vervolgens Single/Multipass. Wacht tot een reeks mobiliteitsgebeurtenissen wordt weergegeven op het tabblad Volgorde van hetzelfde venster.
      OPMERKING: Om de real-time weergave te activeren, moet de gebruiker de instrumentparameters toepassen: klik op Tune in TOF-modus of Run in Mobility-modus . Voordat u het instrument schakelt tussen de TOF - en Mobiliteitsmodi , is het noodzakelijk om elke lopende acquisitie af te breken (inclusief de weergave van de Tune-pagina ). De relatieve abundantie van ionen kan variëren tussen TOF-modus en mobiliteitsmodus vanwege veranderingen in de ionentransmissieparameters.
    3. Pas de volgorde aan zodat alle kalibrantionen in één keer over het cyclische IMS-circuit rijden. Verander de injecteertijd of de uitwerptijd niet en verkrijg tijd; Verlaag echter de afzonderlijke tijd tot 1 ms (op het tabblad Volgorde ). Als sommige ionen van het kalibratiemengsel niet in het weergegeven aankomsttijdvenster passen, wijzigt u de synchronisatie van het IMS met de pusher van de orthogonale versnelling TOF-analyzer door het aantal pushes per bin op het tabblad ADC-instellingen te verhogen.
      OPMERKING: De tijden in de besturingsvolgorde regelen alleen de multifunctionele array voor ionengating. Zolang de ionen bezig zijn met hun eerste (of nth) pas rond het circuit, zullen ze die pas afmaken, zelfs als de richting van de TW in de tussentijd in de array is veranderd. Het verlagen van de scheidingstijd tot 1 ms betekent dat de array na 1 ms overschakelt naar de uitwerpmodus. Dit zorgt ervoor dat de snellere ionen niet genoeg tijd hebben om door de array te gaan en een tweede pass uit te voeren voordat de langzamere ionen hun eerste pas voltooien. Daarom worden alle ionen onderworpen aan hetzelfde aantal passen (d.w.z. één pas), wat nodig is om IMS-kalibratie uit te voeren.
    4. Neem een acquisitie van 2 minuten op. Klik in het venster Cyclic Sequence Control op Acquire om het pop-upvenster Acquisitie-instellingen te openen. Voer de bestandsnaam, beschrijving en lengte van acquisitie (mins) in en klik op Opslaan.
  4. Registreer nog eens 2 minuten acquisitie van de kalibratieoplossing onder dezelfde omstandigheden als stap 2.3 (gebruik dit om de kwaliteit van de CCS-kalibratie te controleren). Klik in het venster Cyclic Sequence Control op Acquire om het pop-upvenster Acquisitie-instellingen te openen. Voer de bestandsnaam, beschrijving en lengte van acquisitie (mins) in en klik op Opslaan.
  5. Was het fluidics-systeem grondig met 50:50 H2O/ACN om kristallisatie van het kalibrant in de peek-buis te voorkomen.

3. Overname van IMS/IMS-MS

  1. Infundeer met behulp van een spuitpomp het (lithium-gedopeerde) monster met 10 μg/ml door de bemonsteringssonde met een debiet van 10 μl/min.
  2. Schakel het instrument naar de TOF-modus (vanaf de MS-tune-pagina ) om de stabiliteit van het signaal te controleren. Noteer een volledige MS-acquisitie (1 min) van het monster, wat nuttig zal zijn om het isotopische patroon en de aanwezigheid van potentiële verontreinigingen te controleren.
    OPMERKING: Omdat de monsterconcentratie is gekozen om een goed ionensignaal voor de fragmenten te verkrijgen, kan bij deze stap een TOF-verzadiging worden waargenomen. TOF-verzadiging kan worden geïdentificeerd met behulp van de volgende artefacten: (i) een kunstmatig verhoogde MS-resolutie, (ii) een verandering in isotopische verhoudingen en (iii) een veelheid aan pieken met een lage abundantie tussen isotopen. Gebruik de DRE-lens (Dynamic Range enhancement, Quad/MS Profile/DRE tab van de hoofdafstemmingspagina) om de overdracht van ionen te dempen en de verzadiging in TOF-modus weg te gooien (Figuur 2A,B).
  3. Zet het instrument in MSMS-modus (tabblad Quad/MS-profiel van de hoofdpagina Tune ) en selecteer de massa van het doelion in het MSMS-massaveld voor isolatie in de quadrupool (in het voorbeeld: m/z van 685,2, overeenkomend met de [M+Li]+ ionische soort van de arabinoxylaan pentasaccharide). Noteer een acquisitie van 1 minuut om de isolatie van de precursor te controleren bij het verwerken van de gegevens.
    OPMERKING: Lithiumadducten hebben een isotoop op -1 Da van de mono-isotoop piek, die uit het MS / MS-selectievenster moet worden verwijderd, zodat deze de verwerkingsstappen niet verstoort. Het kan worden verwijderd door het selectiebereik te verkleinen met behulp van de parameters LM-resolutie en HM-resolutie op het tabblad Quad / MS-profiel (afbeelding 2C).
  4. Stel een IMS-reeks "slicing" in om een op mobiliteit gebaseerde selectie van het desbetreffende isomeer uit te voeren.
    1. Schakel het instrument over naar de mobiliteitsmodus (zie stap 2.3.2). Selecteer in het venster Cyclisch sequentiebesturingselement op het tabblad Cyclische functies de optie Bundel toevoegen en vervolgens Segmenteren. Wacht tot een complexe reeks mobiliteitsgebeurtenissen wordt weergegeven op het tabblad Volgorde (afbeelding 3).
      OPMERKING: Het is mogelijk om elke stap van het IMS/IMS-proces te visualiseren: klik op de gebeurtenis Eject and Acquire op het tabblad Volgorde . Zodra u rood hebt gemarkeerd, verplaatst u het naar de juiste positie binnen de reeks met behulp van de knoppen Omhoog en Omlaag .
    2. Plaats de gebeurtenis Eject and Acquire direct na de eerste gebeurtenis Separate (d.w.z. verplaats deze naar rij 3 in plaats van rij 8 in de volgorde zoals weergegeven in Afbeelding 3) en klik vervolgens op Uitvoeren. Zoek naar de resultaten van de eerste scheiding die in realtime moeten worden weergegeven. Verhoog de duur van de eerste afzonderlijke gebeurtenis voor een multipass-scheiding door de tijdswaarde voor deze gebeurtenis in de reeks te wijzigen totdat de oplossing van de IMS-pieken bevredigend is. Neem een acquisitie van 1 minuut op ter referentie.
      OPMERKING: Let op de ADC Start Delay-waarde op het tabblad ADC Setup : het is handig om de kwaliteit van de isolatie te controleren.
    3. Klik op Pauzeren. Houd er rekening mee dat de resultaten van de eerste scheiding worden weergegeven, hoewel wijzigingen in de besturingsvolgorde niet worden toegepast totdat de gebruiker opnieuw op Uitvoeren klikt. Plaats de gebeurtenis Uitwerpen en Verwerven onder de gebeurtenissen Uitwerpen, Uitwerpen naar Vooraf opslaan en Vasthouden en Uitwerpen . Pas de duur van de gebeurtenissen aan zodat de beoogde piek zich in het gebied Uitwerpen naar Pre-Store bevindt en alle andere ionen zich in het gebied Uitwerpen of Vasthouden en Uitwerpen bevinden.
      OPMERKING: De duur van deze drie gebeurtenissen in vergelijking met de aankomsttijdverdelingen (ATD's) kan worden gevisualiseerd met behulp van de kleurgecodeerde balk onder het mobiliteitsspectrum op het tabblad Mobilogram (figuur 3).
    4. Plaats de gebeurtenis Eject en Acquire aan het einde van de reeks, onder de gebeurtenissen Reinject from Pre-Store en de tweede afzonderlijke gebeurtenis. Klik op Uitvoeren om de geselecteerde populatie weer te geven.
      OPMERKING: Omdat de geselecteerde populatie de IMS-cel heeft verlaten, is alle eerdere scheiding verloren gegaan en is het terug naar een single-pass scheiding (wat gewenst is).
    5. Controleer de kwaliteit van de isolatie. Om te controleren of alleen de piek van interesse is geselecteerd, voert u dezelfde scheiding uit na herinjectie als vóór herinjectie (d.w.z. dezelfde afzonderlijke tijd) zoals weergegeven in figuur 4. Neem een acquisitie van 1 minuut op ter referentie.
      OPMERKING: De gebruikers worden aangemoedigd om de uitgeworpen populatie te controleren; het tijdvenster Uitwerpen naar Pre-Store moet het basisniveau zijn (figuur 4B). Om dit te controleren, zet u de ADC Start Delay in manual mode ( Handmatige modus) op het tabblad ADC-instellingen en voert u de vertragingstijd in die is genoteerd in stap 3.4.2. Neem een acquisitie van 1 minuut op ter referentie.
    6. Zoek op het tabblad Reeks in de kolom naast de door de gebruiker gedefinieerde gebeurtenistijden (de kolom Tijd Abs , rood gemarkeerd) naar de opgetelde tijden van alle gebeurtenissen. Let op de Time Abs op de lijn van de Gebeurtenis Reinject from Pre-Store voor het uitvoeren van de CCS-kalibratie.
  5. Fragmenteer de beoogde piek tussen de twee rondes van IMS. Verander de spanningen van de herinjectiestap om de kinetische energie van de ionen te verhogen en fragmenteer ze bij botsing met het ionenmobiliteitsgas.
    1. Stel de duur van de gebeurtenis Separate direct voorafgaand aan de gebeurtenis Eject and Acquire in op 1 ms (zie de uitleg in stap 2.3.3).
    2. Schakel op de regel Opnieuw uit vóór store het selectievakje Activering inschakelen in en optimaliseer de fragmentatie met het ingebouwde besturingselement. Als het spectrum bevredigend is (de basispiek is bijvoorbeeld een fragment), ga dan direct verder met stap 3.5.4.
      OPMERKING: Bij het inschakelen van activering worden drie spanningen op de lijn grijs: dit zijn de spanningen die de gebruiker moet wijzigen als handmatige optimalisatie van de spanningen vereist is (zie de volgende stap). Deze drie spanningen (Pre-Array Gradient, Pre-Array Bias en Array Offset) vormen het verloop dat wordt gebruikt om de ionen te activeren. De kinetische energie van de ionen zal toenemen met de helling tussen de Pre-Array Bias en Array Offset (zie figuur 5). De standaardwaarden van de Gradient → Bias → Offset waarden zijn: zonder activering 85 → 70 → 45 V; maximale activering van de ingebouwde functie 185 → 170 → -5 V (+150 V). Vergeet na fragmentatie niet om de ionenoverdracht aan te passen met behulp van de DRE-lens (verminder de demping van het signaal) (zie stap 3.2.).
    3. Als de fragmentatie niet bevredigend is met het ingebouwde besturingselement, schakelt u het selectievakje Activering inschakelen uit en gaat u verder met het handmatig optimaliseren van de herinjectiespanningen. Verhoog de Pre-Array Gradient spanning (de Pre-Array Bias spanning moet altijd 15 V onder de Pre-Array Gradient worden gehouden) en verlaag de Array Offset spanning (die als negatief kan worden ingesteld) totdat de resultaten bevredigend zijn.
      OPMERKING: Bij het handmatig afstemmen van de spanningen van de multifunctionele array, kan de gebruiker overschakelen van de weergave 'Mobilogram' naar interactieve schema's van de spanningen die worden toegepast in de multifunctionele array (PE-diagram) om de spanningsinstellingen beter te visualiseren (Figuur 5A).
    4. Neem een acquisitie van 2 minuten op. Vink in het pop-upvenster acquisitie de optie Drifttijd behouden aan om een bestand te genereren dat alleen de aankomsttijden versus m/z bevat (de acquisitietijd die wordt gebruikt voor chromatografische analyses - de retentietijd - wordt uit het bestand verwijderd). Merk op dat dit bestand het label *_dt heeft. RAUW.
      OPMERKING: Als de gebruiker vergeet de optie Drifttijd behouden aan te vinken, is het nog steeds mogelijk om de IMS-dimensie uit te pakken met behulp van de Driftscope 2.9-software (File | Exporteren naar MassLynx | Houd drifttijd aan).
  6. Draai het instrument terug naar de TOF-modus op de hoofdpagina van Tune en spoel het systeem grondig af met 50:50 MeOH/H2O voordat u doorgaat met het volgende monster.

4. IMS/IMS-MS verwerking met MZmine 224

OPMERKING: MZmine 2 is beschikbaar via de URL in de materiaaltabel. Het gebruik van MZmine 2.51 wordt aanbevolen. Op het moment van voorbereiding van dit manuscript kunnen de latere versies geen RAW-bestanden van cyclische IMS-instrumenten openen vanwege een wijziging in de importfunctie.

  1. Importeer de RAW-bestanden die alleen de AFMETINGEN IMS en m/z (*_dt bevatten. RAW) met behulp van Raw data methoden | Importeren van onbewerkte gegevens.
    OPMERKING: Raw-bestanden verschijnen aan de linkerkant van het hoofdvenster van MZmine. Importeer het origineel niet *. RAW-bestanden die nog steeds de retentietijddimensie bevatten. MZmine maakt geen onderscheid tussen retentietijd en IMS-aankomsttijd en de gegevenspunten van beide dimensies zouden elkaar overlappen.
  2. Optimaliseer de workflowparameters in een representatief bestand door het te selecteren in de Onbewerkte gegevensbestanden lijst.
    1. Evalueer het geluidsniveau in de gegevens. Klik met de rechtermuisknop op het bestand in de lijst met Raw-gegevensbestanden , selecteer TIC weergeven en geef het basispiek "chromatogram" (BPC) weer. Dubbelklik op de kleinste piek die met het oog waarneembaar is om het massaspectrum weer te geven. Beschouw het geluidsniveau in de gegevens als ongeveer dat van de tweede isotoop van de basispiek in dit spectrum en gebruik dezelfde waarde voor alle intensiteitsdrempels in de volgende verwerkingsstappen.
      OPMERKING: De gegevens zijn verkregen met behulp van quadrupoolisolatie en worden dus door MZmine beschouwd als MS /MS. Zorg ervoor dat u gedurende de gehele MZmine-verwerking op MS-niveau werkt = 2.
    2. Voer de massadetectie uit met behulp van raw-gegevensmethoden | Functiedetectie | Massadetectie. Voor gegevens die in de profielmodus zijn verkregen, gebruikt u het Wavelet-transformatiealgoritme . Om de parameters van de algoritmen in MZmine in te stellen, klikt u op de knop [...] naast het algoritme en gebruikt u de optie Voorbeeld weergeven om de gegevens te visualiseren terwijl u de parameters optimaliseert.
      OPMERKING: In dit stadium verschijnen de pieken die door het algoritme zijn geselecteerd in het rood in het voorbeeldvenster. Bij het gebruik van het wavelet-transformatiealgoritme op eigen RAW-bestanden, zal MZmine de profielgegevenspunten soms verwarren met gecentreerde pieken. De software geeft een bericht weer waarin staat dat de gebruiker een profielalgoritme uitvoert op centroïde spectra: negeer dit bericht en klik op OK.
    3. Reconstrueer de geëxtraheerde ionenmobiliteitsspectra (EIM) voor elke fragmentmassa met behulp van ruwe gegevensmethoden | Functiedetectie | ADAP Chromatogram builder op de 'massa's' massalijst gegenereerd door de vorige stap. Aangezien de m/z-tolerantie-ingang in dit stadium een scan-naar-scan-tolerantie is, moet u deze minstens 3-4 keer hoger laten dan de totale verwachte nauwkeurigheid.
    4. Aangezien de vorige stap geen voorbeeldoptie heeft, controleert u de kwaliteit van de piekselectie rechtstreeks met behulp van de lijst Met functies die in het rechterdeelvenster van het hoofdvenster van MZmine is verschenen. Open de lijst Functies, selecteer alle rijen, klik met de rechtermuisknop en selecteer Weergeven/XIC (dialoogvenster). Klik op Alles om alle ionen in het mobiliteitsspectrum weer te geven. Inspecteer de geplukte pieken die in kleur verschijnen om ervoor te zorgen dat er geen duidelijke gemiste pieken zijn.
    5. Deconvolveer de EIM's om de m/z die verschillende pieken bevatten in meerdere functies te splitsen. Methoden voor functielijsten gebruiken | Functiedetectie | Chromatogram deconvolutie, en kies het Wavelets (ADAP) algoritme. Optimaliseer het algoritme voor de gegevens met behulp van de optie Voorbeeld weergeven en de volgende belangrijke parameters: S/N-drempel, coëfficiënt/oppervlaktedrempel en RT-waveletbereik.
      OPMERKING: Het wordt aanbevolen om het aspect van het gedeconvolgeerde spectrum te controleren. Gebruik het chromatogramvisualisatiegereedschap, zoals beschreven in stap 4.2.4. De gedeconvolgeerde pieken verschijnen in kleur en pieken van dezelfde massa moeten worden gesplitst, zoals weergegeven in figuur 6A.
    6. Deisotope van de gedeconvolgeerde EIMs met behulp van Feature list-methoden | Isotopen | Isotopische pieken tandbaars. Gebruik de verwachte nauwkeurigheid van het instrument voor de m/z-tolerantiewaarde en stel de aankomsttijdtolerantie in op 0,1 ms (weergegeven in MZmine als retentietijdtolerantie 0,1 min), omdat isotopen niet worden opgelost tijdens de IMS-scheiding. Controleer de lijst met functies: als er isotopen overblijven, verhoog dan de tolerantiewaarden.
      OPMERKING: Hoewel de deisotoping theoretisch op elk moment van de verwerking van de functielijst kan worden uitgevoerd, is het belangrijk om dit als laatste te doen, zodat de ladingswaarden kunnen worden geëxporteerd (de algoritmen die voor de andere stappen worden gebruikt, verwijderen soms de informatie over de laadstatus).
  3. Als u meerdere IMS/IMS-MS-spectra verwerkt, herhaalt u de verwerking met deze geoptimaliseerde parameters. Houd dezelfde parameters aan voor alle spectra.
  4. In het geval van meerdere spectra, groepeer ze in een enkele tabel om ze te exporteren; Zo niet, ga dan direct naar stap 4.5. Als u de spectra wilt groeperen, gebruikt u methoden voor de lijst met functies | Uitlijning | Join aligner. Omdat het niet de bedoeling is om de pieken daadwerkelijk uit te lijnen, hanteert u beperkende tolerantiewaarden voor zowel m/z als aankomsttijd. Geef hetzelfde gewicht aan beide afmetingen.
  5. Exporteer de uiteindelijke lijst met functies naar een *.csv-bestand . Methoden voor functielijsten gebruiken | Export/Import | Exporteer naar CSV-bestand en exporteer de volgende waarden: Rij m/z exporteren, Rijretentietijd exporteren (de werkelijke IMS-aankomsttijd), Piek m/z en Piekhoogte. Gebruik een komma als veldscheidingsteken.

5. TWCCSN2 van de gecentreerde IMS/IMS spectra

OPMERKING: In dit protocol wordt een logaritmische fitkalibratie25,26 gebruikt, die meestal betere resultaten oplevert dan lineaire kalibratie en gemakkelijk te implementeren is in een spreadsheet of een intern verwerkingsscript. Een intern script (geschreven in R) is beschikbaar op de URL in de tabel met materialen.

  1. Kies de referentiewaarden voor aankomsttijd uit de kalibrantacquisitie (zie stap 2.3). Doe dit handmatig met behulp van de constructorsoftware (zie de tabel met materialen) om het aspect van alle IMS-kalibrantpieken te controleren.
    1. Open in het chromatogramvenster de *_dt. RAW-bestand dat overeenkomt met het kalibrant.
    2. Genereer voor elk kalibratiepunt de EIM met behulp van de Display | Massa optie.
    3. Controleer het profiel van de EIMs. Als sommige slecht zijn gedefinieerd, kunt u ze gladstrijken met behulp van de Process | Soepele optie (omdat de beste resultaten meestal worden verkregen met het Savitzky-Golay-algoritme, glad 2 keer over 3 bakken). Rapporteer de topwaarden in een spreadsheet.
      OPMERKING: Omdat de referentiepunten over het algemeen worden verkregen met behulp van DTIMS-apparaten met een lage resolutie, kunnen sommige multimodale verdelingen verschijnen in cyclisch IMS, afhankelijk van de kalibraten. Verwijder elke piek die een dergelijke verdeling vertoont uit de kalibratielijst.
  2. Bereken de logaritmische fitparameters van de kalibraten.
    1. Bereken voor alle kalibratiepunten het volgende.
      1. Bereken de drifttijd met Eq (1):
        figure-protocol-1 (1)
        met td de drifttijd, tA de gemeten aankomsttijd en tinj de tijd van injectie in de IMS-cel (alles in ms).
        OPMERKING: Voor kleine moleculen, zoals oligosaccharidefragmenten, ligt de dode tijd (vliegtijd tussen de uitgang van de IMS-cel en de detector) variatie tussen verschillende massa's binnen het foutbereik van de CCS-kalibratie en kan worden genegeerd.
      2. Bereken de neutrale massa van de ionen met Eq (2):
        figure-protocol-2 (2)
        met z de ladingstoestand van het ion, en mion de massa van het tegenion (in Da). Gebruik exacte massa's om onzekerheid te voorkomen. Als er een atoomverlies is in plaats van een tegenion, gebruik dan negatieve mionwaarden (bijvoorbeeld voor [M-H]-mneutral = (m/z) * |z| - (- 1,007276) = (m/z) * |z| + 1,007276). 
      3. Bereken de parameter van de CCS met Eq (3):
        figure-protocol-3 (3)
        met CCS de referentiedriftbuis DTCCSN2-waarde (in nm2) en mgas de massa van het drijfgas (in Da; ex. voor stikstof: mgas = 28,01 Da).
      4. Bereken de parameter td' met Eq (4):
        figure-protocol-4 (4)
        met d de detector start vertraging experimenteel gebruikt om te corrigeren voor dode tijd (typisch ~ 1,5 ms).
      5. Bereken logaritme van de bovenstaande parameters:
        ln (CCS') en ln (t'd)
    2. Voer een lineaire regressie uit om de R2-coëfficiënt en de x - en y-parameters van de logaritmische fit (met x de helling en ln(y) de interceptie) te bepalen met eq (5):
      figure-protocol-5 (5)
      OPMERKING: De gebruiker kan de waarden ln(CCS') vs ln(td') plotten om de resultaten van de kalibratie visueel te controleren, hoewel dit optioneel is.
  3. Pas de kalibratie toe op de experimentele gegevens om de pieken te kalibreren die door MZmine zijn gekozen voor elk IMS/IMS-spectrum dat naar het *.csv-bestand wordt geëxporteerd. Bereken voor elk punt het volgende.
    1. Bereken de drifttijd met Eq (6):
      figure-protocol-6 (6)
      met tseq de tijd voorafgaand aan de definitieve IMS-scheiding (de in stap 3.4.6 vermelde waarde "Time Abs").
      OPMERKING: Als u meerdere IMS/IMS-spectra kalibreert die met verschillende sequenties zijn verkregen, controleer dan zorgvuldig de tseq-waarden.
    2. Bereken de neutrale massa van de ionen met Eq (7):
      figure-protocol-7 (7)
    3. Bereken de parameters td' en td'' met Eq (8) en Eq (9):
      figure-protocol-8 (8)
      figure-protocol-9 (9)
    4. Bereken de uiteindelijke gekalibreerde CCS-waarden (TWCCSN2 in nm2) met Eq (10):
      figure-protocol-10 (10)
      OPMERKING: Hoewel stap 5.2.2. geeft ln(y) als interceptie, y moet worden gebruikt om de uiteindelijke CCS-waarde te verkrijgen. Vergeet niet om een exponentiële functie toe te passen.
  4. Controleer de nauwkeurigheid van de kalibratie door de kalibratie toe te passen op de tweede acquisitie van de in stap 2.4 verkregen kalibratieoplossing.
    OPMERKING: De kalibratie zou resultaten moeten opleveren met een fout van ~1-2%.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een arabinoxylaan pentasaccharide, XA2XX, werd gekozen als voorbeeld om dit protocol te illustreren. Deze verbinding is in de handel verkrijgbaar, maar alleen als een mengsel met een andere arabinoxylaan pentasaccharide, XA3XX (pure XA3XX is ook in de handel verkrijgbaar). De structuren van XA2XX en XA3XX zijn weergegeven in supplementele figuur S1. Aangezien de verhouding van XA2XX en XA3XX in het commerciële mengsel ~50:50 is,...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De SELECT SERIES Cyclic IMS is een krachtig hulpmiddel waarmee een gedefinieerde ionenpopulatie kan worden geselecteerd - van een bepaalde m / z en ionenmobiliteit - zonder de noodzaak van stroomopwaartse chromatografische scheiding. Het instrument biedt de mogelijkheid om een bidimensionale fragmentatiekaart van deze ionenpopulatie te genereren, waaruit zowel MS/MS- als IMS/IMS-spectra kunnen worden geëxtraheerd. De gebruiker moet echter verschillende kritieke punten opmerken die aandacht vereisen tijdens het e...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben geen belangenconflict te onthullen.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

S.O. is het Franse Nationale Onderzoeksbureau dankbaar voor de financiering van zijn Ph.D. (subsidie ANR-18-CE29-0006).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
33-α-L- plus 23-α-L-Arabinofuranosyl-xylotetraose (XA3XX/XA2XX) mengselMegazyme Ltd., Wicklow, IerlandO-XAXXMIXXA2XX + XA3XX mengsel
33-α-L-Arabinofuranosyl-xylotetraose (XA3XX)Megazyme Ltd., Wicklow, IerlandO-XA3XXPure XA3XX standaard
Eppendorf Safe-Lock Tubes, 1,5 mL, Eppendorf Kwaliteit, kleurloos, 1.000 buizenEppendorf, Hamburg, Duitsland0030120086Gebruikt om de koolhydraat stockoplossing en verdunning voor te bereiden
FALCON 50 mL Polypropyleen Conische Buis 30 x 115 mmCorning Science México S.A. de C.V., Reynosa, Tamaulipas, Mexico352070Gebruikt om de waterige stockoplossing van 100 mM LiCl voor te bereiden
Lithiumboorchloride (ACS reagens, ≥99 %)Sigma-Aldrich Inc., Saint Quentin Fallavier, Frankrijk310468Gebruikt om het monster met lithium te dopen
Major Mix IMS/Tof KalibratiekitWaters Corp., Wilmslow, VK186008113Kalibratieoplossing voor MS en IMS
MassLynx 4.2 SCN1016 Release 6 (Waters Ingebedde Analyseplatform voor Cyclic IMS 2.9.1 Release 9)Waters Corp., Wilmslow, VK721022377Cyclic IMS-leverancierssoftware voor instrumentbediening en gegevensverwerking
Methanol voor HPLC PLUS Gradient-kwaliteitCarlo-Erba Reagentia, Val de Reuil, Frankrijk412383Hoge-zuiverheidsoplosmiddel
MS Leucine Enkephaline KitWaters Corp., Wilmslow, VK700002456Referentiecompound gebruikt voor het afstemmen van de massaspectrometer
SCHOTT DURAN 100 mL borosilicaat glasflesVWR INTERNATIONAL, Radnor, Pennsylvania, VS218012458Gebruikt om de oplossing van 500 µM LiCl in 50:50 MeOH/Water voor te bereiden
SELECT SERIES Cyclic IMSWaters Corp., Wilmslow, VK186009432Ionenmobiliteits-massaspectrometer uitgerust met een cyclische IMS-cel
Website: http://mzmine.github.io/MZmine Ontwikkelingsteam-Link om de MZmine software te downloaden
Website: https://github.com/siollivier/IM-MNINRAE, UR BIA, BIBS Facility, Nantes, Frankrijk-Link naar een in-house R-script met een CCS-kalibratiefunctie

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Allard, P. -M., et al. Integration of molecular networking and in-silico MS/MS fragmentation for natural products dereplication. Analytical Chemistry. 88 (6), 3317-3323 (2016).
  2. Wang, M., et al. Mass spectrometry searches using MASST. Nature Biotechnology. 38 (1), 23-26 (2020).
  3. David, M., Fertin, G., Rogniaux, H., Tessier, D. SpecOMS: a full open modification search method performing all-to-all spectra comparisons within minutes. Journal of Proteome Research. 16 (8), 3030-3038 (2017).
  4. Dührkop, K., et al. SIRIUS 4: a rapid tool for turning tandem mass spectra into metabolite structure information. Nature Methods. 16 (4), 299-302 (2019).
  5. Wang, M., et al. Sharing and community curation of mass spectrometry data with Global Natural Products Social Molecular Networking. Nature Biotechnology. 34 (8), 828-837 (2016).
  6. Nothias, L. -F., et al. Feature-based molecular networking in the GNPS analysis environment. Nature Methods. 17 (9), 905-908 (2020).
  7. Gray, C. J., et al. Advancing solutions to the Carbohydrate Sequencing Challenge. Journal of the American Chemical Society. 141 (37), 14463-14479 (2019).
  8. Ropartz, D., et al. Online coupling of high-resolution chromatography with extreme UV photon activation tandem mass spectrometry: Application to the structural investigation of complex glycans by dissociative photoionization. Analytica Chimica Acta. 933, 1-9 (2016).
  9. Wolff, J. J., et al. Negative electron transfer dissociation of glycosaminoglycans. Analytical Chemistry. 82 (9), 3460-3466 (2010).
  10. Ropartz, D., et al. Charge transfer dissociation of complex oligosaccharides: comparison with collision-induced dissociation and extreme ultraviolet dissociative photoionization. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 27 (10), 1614-1619 (2016).
  11. Morelle, W., et al. Fragmentation characteristics of permethylated oligosaccharides using a matrix-assisted laser desorption/ionization two-stage time-of-flight (TOF/TOF) tandem mass spectrometer. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 18 (22), 2637-2649 (2004).
  12. Gabelica, V., Marklund, E. Fundamentals of ion mobility spectrometry. Current Opinion in Chemical Biology. 42, 51-59 (2018).
  13. Gabelica, V., et al. Recommendations for reporting ion mobility mass spectrometry measurements. Mass Spectrometry Reviews. 38 (3), 291-320 (2019).
  14. Hernandez-Mesa, M., et al. Interlaboratory and interplatform study of steroids collision cross section by traveling wave ion mobility spectrometry. Analytical Chemistry. 92 (7), 5013-5022 (2020).
  15. Koeniger, S. L., et al. An IMS-IMS analogue of MS-MS. Analytical Chemistry. 78 (12), 4161-4174 (2006).
  16. Merenbloom, S. I., Koeniger, S. L., Valentine, S. J., Plasencia, M. D., Clemmer, D. E. IMS−IMS and IMS−IMS−IMS/MS for separating peptide and protein fragment ions. Analytical Chemistry. 78 (8), 2802-2809 (2006).
  17. Eldrid, C., Thalassinos, K. Developments in tandem ion mobility mass spectrometry. Biochemical Society Transactions. 48 (6), 2457-2466 (2020).
  18. Giles, K., et al. A cyclic ion mobility-mass spectrometry system. Analytical Chemistry. 91 (13), 8564-8573 (2019).
  19. Merenbloom, S. I., Glaskin, R. S., Henson, Z. B., Clemmer, D. E. High-resolution ion cyclotron mobility spectrometry. Analytical Chemistry. 81 (4), 1482-1487 (2009).
  20. Ollivier, S., et al. Anomeric retention of carbohydrates in multistage cyclic ion mobility (IMSn): de novo structural elucidation of enzymatically produced mannosides. Analytical Chemistry. 93 (15), 6254-6261 (2021).
  21. Ollivier, S., Fanuel, M., Rogniaux, H., Ropartz, D. Molecular networking of high-resolution tandem ion mobility spectra: a structurally relevant way of organizing data in glycomics. Analytical Chemistry. 93 (31), 10871-10878 (2021).
  22. Aron, A. T., et al. Reproducible molecular networking of untargeted mass spectrometry data using GNPS. Nature Protocols. 15 (6), 1954-1991 (2020).
  23. McKenna, K. R., Li, L., Krishnamurthy, R., Liotta, C. L., Fernández, F. M. Organic acid shift reagents for the discrimination of carbohydrate isobars by ion mobility-mass spectrometry. The Analyst. 145 (24), 8008-8015 (2021).
  24. Pluskal, T., Castillo, S., Villar-Briones, A., Orešič, M. MZmine 2: Modular framework for processing, visualizing, and analyzing mass spectrometry-based molecular profile data. BMC Bioinformatics. 11, 395(2010).
  25. Ruotolo, B. T., Benesch, J. L. P., Sandercock, A. M., Hyung, S. -J., Robinson, C. V. Ion mobility-mass spectrometry analysis of large protein complexes. Nature Protocols. 3 (7), 1139-1152 (2008).
  26. Bush, M. F., Hall, Z., Giles, K., Hoyes, J., Robinson, C. V., Ruotolo, B. T. Collision cross sections of proteins and their complexes: a calibration framework and database for gas-phase structural biology. Analytical Chemistry. 82 (22), 9557-9565 (2010).
  27. Ropartz, D., et al. Structure determination of large isomeric oligosaccharides of natural origin through multipass and multistage cyclic traveling-wave ion mobility mass spectrometry. Analytical Chemistry. 91 (18), 12030-12037 (2019).
  28. Tolmachev, A. V., et al. Characterization of ion dynamics in structures for lossless ion manipulations. Analytical Chemistry. 86 (18), 9162-9168 (2014).
  29. Arndt, J. R., et al. High-resolution ion-mobility-enabled peptide mapping for high-throughput critical quality attribute monitoring. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 32 (8), 2019-2032 (2021).
  30. Le Fèvre, A., Dugourd, P., Chirot, F. Exploring conformational landscapes using trap and release tandem ion mobility spectrometry. Analytical Chemistry. 93 (9), 4183-4190 (2021).
  31. Ohshimo, K., He, X., Ito, R., Misaizu, F. Conformer separation of dibenzo-crown-ether complexes with Na+ and K+ ions studied by cryogenic ion mobility-mass spectrometry. The Journal of Physical Chemistry A. 125 (17), 3718-3725 (2021).
  32. Purves, R. W., Barnett, D. A., Ells, B., Guevremont, R. Gas-phase conformers of the [M + 2H]2+ ion of bradykinin investigated by combining high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry, hydrogen/deuterium exchange, and energy-loss measurements. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 15 (16), 1453-1456 (2001).
  33. Ujma, J., et al. Cyclic ion mobility mass spectrometry distinguishes anomers and open-ring forms of pentasaccharides. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 30 (6), 1028-1037 (2019).
  34. Warnke, S., Faleh, A. B., Scutelnic, V., Rizzo, T. R. Separation and identification of glycan anomers using ultrahigh-resolution ion-mobility spectrometry and cryogenic ion spectroscopy. Journal of The American Society for Mass Spectrometry. 30 (11), 2204-2211 (2019).
  35. Williamson, D. L., Bergman, A. E., Nagy, G. Investigating the structure of α/β carbohydrate linkage isomers as a function of group I metal adduction and degree of polymerization as revealed by cyclic ion mobility separations. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 32 (10), 2573-2582 (2021).
  36. Myers, O. D., Sumner, S. J., Li, S., Barnes, S., Du, X. One step forward for reducing false positive and false negative compound identifications from mass spectrometry metabolomics data: new algorithms for constructing extracted ion chromatograms and detecting chromatographic peaks. Analytical Chemistry. 89 (17), 8696-8703 (2017).
  37. Marchand, A., Livet, S., Rosu, F., Gabelica, V. Drift tube ion mobility: how to reconstruct collision cross section distributions from arrival time distributions. Analytical Chemistry. 89 (23), 12674-12681 (2017).
  38. Davis, D. M., et al. Analysis of ion mobility spectra for mixed vapors using Gaussian deconvolution. Analytica Chimica Acta. 289 (3), 263-272 (1994).
  39. Polasky, D. A., Dixit, S. M., Fantin, S. M., Ruotolo, B. T. CIUSuite 2: next-generation software for the analysis of gas-phase protein unfolding data. Analytical Chemistry. 91 (4), 3147-3155 (2019).
  40. Salbo, R., et al. Traveling-wave ion mobility mass spectrometry of protein complexes: accurate calibrated collision cross-sections of human insulin oligomers. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 26 (10), 1181-1193 (2012).
  41. Gelb, A. S., Jarratt, R. E., Huang, Y., Dodds, E. D. A study of calibrant selection in measurement of carbohydrate and peptide ion-neutral collision cross sections by traveling wave ion mobility spectrometry. Analytical Chemistry. 86 (22), 11396-11402 (2014).
  42. Richardson, K., Langridge, D., Dixit, S. M., Ruotolo, B. T. An improved calibration approach for traveling wave ion mobility spectrometry: robust, high-precision collision cross sections. Analytical Chemistry. 93 (7), 3542-3550 (2021).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Cyclic Ion MobilityTandem Ion MobilityIon Mobility SpectrometryMass SpectrometryGlycan AnalysisIsomer SeparationCollision Cross SectionMolecular NetworkingFragment Ion ProfilingDrift Time Calibration

Gerelateerde artikelen