Name: Blad Spray massaspectrometrie: Een snelle Ambient ionisatie techniek om te beoordelen direct metabolieten van plantaardige weefsels (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-21T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 43 s
Description: Leer blad spray massaspectrometrie voor directe analyse van plantaardige metabolieten zonder uitgebreide voorbereiding. Deze methode detecteert alkaloiden en pesticiden snel en efficiënt.

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

playerTrialDesktop

Dit werk werd gefinancierd door de NSF fabriek Genome Research Program grant IOS-1238812 en de postdoctorale Fellowship in biologie IOS-1400818. Het werk werd ook gefinancierd door een Monsanto Graduate Student Fellowship aan Katherine A. Sammons. Het Fulbright Afrikaanse onderzoeker geleerden programma (2017-2018) is bedankte voor financiering toegekend aan Nokwanda P. Makunga. We waarderen de donatie van de bron van de nanospray van Jessica Prenni en de proteomica en metabolomica faciliteit in Colorado State University.

1. wijzigingen in Nanospray bron voor blad spuiten MS
<ol><li>Gebruik een gemodificeerde nanospray bron voor blad spray MS. Geen fluidic onderdelen die nodig zijn om blad spray MS, de gegevensbron wijzigen door het verwijderen van de LC-sonde van de bron.</li>
	<li>Monteer de blad spray MS draad die de spanning wordt toegepast op het weefsel van de plant met de juiste pin voor inpluggen in de bron. Soldeer de pin aan het ene uiteinde van een geïsoleerde draad; soldeer een klem aan het andere uiteinde van de draad. Opmerking: De klem (alligator clip type) kan of kan geen tanden. Voor kleine weefsel heeft een zadelpenklem zonder tanden de voorkeur. Een optionele flex arm met een klem kan worden toegevoegd aan de bron van de nanospray om te helpen bij de positionering van het weefsel van de plant. Opmerking dat dit protocol uitdrukkelijk wordt beschreven hoe u van blad spray MS op een massale analyzer voor hybride vierpolige ion trap MS systeem (Zie de Tabel van materialen); andere systemen van MS kunnen echter worden gewijzigd voor het uitvoeren van deze techniek6. Koppeling blad spray kan MS met een draagbare massaspectrometer real-time chemische analyse worden on-site uitgevoerd zonder de noodzaak voor het vervoer van het plantmateriaal aan het laboratorium19,20.</li>
	<li>Plaats een anti-statische vloer mat op de vloer onder de bron om de elektrische ontlading die uit de bron optreden kan bij het gebruik van hoge spanningen.</li>
</ol>2. voorbereiding van het systeem van de MS blad Spray MS
<ol><li>Als het systeem is onlangs in gebruik, laat het afkoelen tot de aanraking en verwijder eventuele alternatieve bron en de sweep-kegel. Bevestig de nanospray blad spray MS bron.</li>
	<li>Maak een melodie-bestand met de juiste ionisatie parameters als volgt instellen: schede, assistent en sweep gas aan 0; de spanning van de spray voor 2-5 kV; de capillaire temperatuur tot 150-250 ° C; en de S-lens RF-niveau tot 50. Sla het tune-bestand met de gewenste parameters8,13. Optimaliseren van de spanning en de temperatuur voor de beste ionisatie van het weefsel en verbinding(en) van belang. Opmerking: Goede beginpunten zijn 4 kV en 200 ° C.</li>
	<li>Maak een bestand van de methode met inbegrip van het blad spray MS tune bestand met: positieve en negatieve volledige MS; een resolutie van 70.000; een AGC doelwit van 1 x 106; een maximum van 200 ms; en de gewenste scan bereik m/z. Alternatief, gebruik slechts 1 polariteit.</li>
</ol>3. bereiding van het Instrument, oplosmiddelen en Plant weefsel
Opmerking: Altijd Draag handschoenen en gebruik geen plant weefsel dat is behandeld met blote handen. Anders zal hun gehalte aan verontreinigingen ionen zoals polyethyleenglycol domineren de spectra.
<ol><li>Breng de plantaardige weefsels voor dezelfde kamer als de MS-systeem te voorzien in een snelle bemonstering de analyse.</li>
	<li>Voor plant weefsel dat niet een natuurlijk puntige tip hoeft, gebruik een scheermesje op een glasplaatje te snijden een taps toelopende punt (Figuur 2). Bepalen van de hoeveelheid weefsel die nodig zijn voor de analyse op basis van de gevoeligheid van het instrument, weefseltype en verbinding(en) van belang (b.v., een jonge S. tortuosum blad dat ~ 5 mm in lengte).<ol>
<li>Gesneden S. tortuosum vertrekt om 10 weken na ontkieming in dunne reepjes, elk met een taps toelopende daartoe vormen een punt.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Pincet gebruiken om voorzichtig de plant weefsel aan het einde, die zal worden geklemd. Houd het weefsel met een tang en zorgvuldig overbrengen naar de klem. Let op: Raak niet de bron van het instrument als de spanning op.</li>
	<li>Aanpassen van de flexibele arm en de draad met de klem het weefsel in overeenstemming met de inlaat van de MS positie, zodat de afstand tussen het weefsel van de plant en de inlaat van de ion van het MS 5-10 mm voor de triple vierpolige (bijvoorbeeldTSQ is) en lineaire val vierpolige (LTQ) en 10 -50 mm voor de ion trap massa analyzer (bijvoorbeeld, orbitrap)8.<ol>
<li>Sluit het andere uiteinde van de draad aan op de bron. Als de eerste pogingen een laag signaal intensiteit produceren, verplaatst u de plant weefsel dichter bij de inlaat van de ion (Zie de discussie voor optimalisatie).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Laad het bestand methode; naam van het gegevensbestand en stel de locatie van de opslag van het bestand. Vervolgens de MS-systeem inschakelen door te klikken op spelen en klik op starten om te beginnen het verwerven van gegevens.</li>
	<li>Toepassing van een oplosmiddel (b.v., methanol) met behulp van een pipet met een gel-laden tip om te maximaliseren van de afstand tussen de handen en de hoge spanning om de gebruiker te beschermen. Opmerking: Het oplosmiddel volume nodig is hangt af van de grootte, droogheid en textuur van het weefsel, meestal ~ 2-20 µL. S. tortuosum bladeren hoeven niet elk oplosmiddel worden toegevoegd. Zorgvuldig toepassen van het oplosmiddel en raak niet de bron van het instrument wanneer de spanning ingeschakeld is. Gebruik LC-MS rang oplosmiddelen en glaswerk dat is zuur gewassen en is vrij van detergentia. In sommige weefsels, kan een signaal worden waargenomen zonder de toevoeging van een oplosmiddel als gevolg van het natuurlijke vochtgehalte van het weefsel van de plant. Een grotere signaalsterkte en verminderde S/N wordt echter meestal bereikt door toepassing van een oplosmiddel op het weefsel.</li>
	<li>Verwerven van gegevens zolang het signaal blijft of totdat het voldoende spectra zijn verzameld, meestal 30-60 s. Indien nodig, gelden extra oplosmiddel te handhaven van een hoog signaal intensiteit voor een langere tijd. De data-acquisitie stoppen en onderbreken van het MS-systeem.</li>
	<li>Verwijder het weefsel en wassen van de klem met 100% methanol en een pluisvrij doekje. Reinig de inlaat van de MS-ion na ongeveer 1-2 h van de overname door blad spray MS volgens specificaties van de leverancier. Ook, schoon de MS ion inham tussen analyses van verschillende weefseltypes (HLA).</li>
</ol>4. gegevens kwaliteitsbeoordeling
<ol><li>Open het gegevensbestand en de hoofdpiek massa chronogram visueel te inspecteren. Controleer of de intensiteit van het signaal ~1.0 x 10,7 tot en met 5.0 x 10 is8. Als het signaal lager is, verplaatst u het weefsel dichter bij de inlaat van de ion. Als de front-end van het systeem van MS hoger, vuil wordt, dus het weefsel te bewegen verder van de inlaat van de ion.</li>
	<li>Op basis van de aanwezigheid of afwezigheid van de ionen van belang in de massaspectra geproduceerd, veranderen de parameters. Opmerking: Het protocol kan hier worden gepauzeerd.</li>
</ol>5. tandem massa fragmentatie
<ol><li>Beslissen wat ionen zijn van belang voor de tandem massa-fragmentatie (MS/MS); een signaal van de massaspectra thats > 1.0 x 105 is voldoende voor de selectie van ionen voor MS/MS.</li>
	<li>Maak een nieuwe methode-bestand met een lijst van de opneming van m/z uit tot op 4 decimalen. Klik op globale lijsten en integratie. Selecteer onder Eigenschappen van PRM, de fragmentatie energie [bijvoorbeeld, genormaliseerde botsing energie (NCE) van 30-50 is een goede spreiding te beginnen] en andere MS/MS-parameters.<ol>
<li>MS/MS om gegevens te verkrijgen voor mesembrine alkaloïden, fragment de volgende ionen, 276.1583 m/z, 290.1742 m/zen 292.1897 m/z, op nvu 35. Opmerking: De data-acquisitie voor MS/MS kan worden uitgevoerd onmiddellijk na de MS of op een later tijdstip. De dezelfde weefsel kan vaak geklemd blijven na een volledige MS en kan worden gebruikt voor het verkrijgen van gegevens van de MS/MS. Echter, als een respraying niet in een voldoende signaal voorziet gebruikt een nieuw weefsel.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Het bestand MS/MS methode en een benoemde gegevensbestand laden. Hiermee zet u de MS system en start het verwerven van gegevens, het toevoegen van een oplosmiddel, indien nodig. Wanneer voldoende spectra zijn verzameld, meestal na 30-60-s, stoppen met de overname.</li>
	<li>Verzamelen fragmentatie bij veel verschillende energieën bij het toewijzen van fragment ionen. Opmerking: Aangezien blad spray MS een chromatografische scheiding ontbreekt, de fragmentatie spectra waarschijnlijk veel ionen bevatten, en fragmenteren bij verschillende energieën zullen helpen duidelijkheid.</li>
</ol>6. de vermeende identificaties door nauwkeurige massa en Tandem massa-fragmentatie
<ol><li>Vermeende identificaties maken door te verwijzen naar nauwkeurige metingen van de massa uit openbaar beschikbare metaboliet databases zoals menselijke Metabolome Database22, massa Bank23, Metlin21, lipide kaarten24, National Institute of Normen en technologie MS zoeken25, ReSpect voor fytochemicaliën26of27van de BNP.</li>
	<li>Aangezien deze databases niet uitputtende, voeren een aanvullende literatuuronderzoek op de plantensoorten die chemisch gekarakteriseerd als dit nodig is.</li>
	<li>Wedstrijd fragmentatie ionen uit blad spuiten MS/MS tot de bovengenoemde databases wanneer MS/MS informatie beschikbaar is, of tot de literatuur. U kunt ook een handmatige interpretatie van MS/MS fragment ionen of een versnippering van een authentiek standaard uitgevoerd door de directe inspuiting of LC-MS/MS te gebruiken.</li>
</ol>7. de gegevensanalyse
<ol><li>De MS raw-bestanden converteren naar mzXML bestanden met het hulpprogramma msConvert uit de Proteowizard28.</li>
	<li>Gebruik het XCMS softwarepakket geïmplementeerd in R voor piek plukken. Een directe infusie verwerkingsmethode voor de blad spray MS analyse gebruik. Opmerking: De goed geannoteerde scripts die worden gebruikt voor de verwerking van gegevens kunnen worden gevonden op https://github.com/HegemanLab/Leaf-Spray-Code.</li>
	<li>Om op te halen semi-kwantitatieve normaliseren metingen, administratieve verwerking van de experimentele variabiliteit, de intensiteit van elk metaboliet door de totale huidige ion (TIC), als de blad spray MS signaal intensiteit variëren kan, gedeeltelijk als gevolg van de lichte variaties in de positionering van het blad in de bron en de verschillen in bladvorm en grootte.</li>
	<li>Ook leverancier geleverde software voor de data-analyse of MZmine2 te gebruiken (te vinden op http://mzmine.github.io/)29.</li>
</ol>

<ol><li>Pitt, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Principles+and+applications+of+liquid+chromatography+-+mass+spectrometry+in+clinical+biochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22The+Clinical+Biochemist+Reviews%22%5BJournal%5D)">Principles and applications of liquid chromatography - mass spectrometry in clinical biochemistry.</a> The Clinical Biochemist Reviews. 30 (1), 19-34 (2009).</li>
<li>Cooks, R. G., Ouyang, Z., Takats, Z., Wiseman, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+technologies.+Ambient+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Detection technologies. Ambient mass spectrometry.</a> Science. 311 (5767), 1566-1570 (2006).</li>
<li>Kim, H. K., Verpoorte, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sample+preparation+for+plant+metabolomics%5BTitle%5D)+AND+%22Phytochemical+Analysis%22%5BJournal%5D)">Sample preparation for plant metabolomics.</a> Phytochemical Analysis. 21 (1), 4-13 (2010).</li>
<li>Takats, Z., Wiseman, J. M., Gologan, B., Cooks, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+spectrometry+sampling+under+ambient+conditions+with+desorption+electrospray+ionization%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Mass spectrometry sampling under ambient conditions with desorption electrospray ionization.</a> Science. 306 (5695), 471-473 (2004).</li>
<li>Liu, J., Wang, H., Cooks, R. G., Ouyang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leaf+spray%3A+direct+chemical+analysis+of+plant+material+and+living+plants+by+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Leaf spray: direct chemical analysis of plant material and living plants by mass spectrometry.</a> Analytical Chemistry. 83 (20), 7608-7613 (2011).</li>
<li>Chan, S. L. -F., Wong, M. Y. -M., Tang, H. -W., Che, C. -M., Ng, K. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue-spray+ionization+mass+spectrometry+for+raw+herb+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Communications+in+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Tissue-spray ionization mass spectrometry for raw herb analysis.</a> Rapid Communications in Mass Spectrometry. 25 (19), 2837-2843 (2011).</li>
<li>Wang, H., Liu, J., Cooks, R. G., Ouyang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paper+spray+for+direct+analysis+of+complex+mixtures+using+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Paper spray for direct analysis of complex mixtures using mass spectrometry.</a> Angewandte Chemie International Edition. 49 (5), 877-880 (2010).</li>
<li>Liu, J., Wang, H., Cooks, R. G., Ouyang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leaf+spray%3A+Direct+chemical+analysis+of+plant+material+and+living+plants+by+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Leaf spray: Direct chemical analysis of plant material and living plants by mass spectrometry.</a> Analytical Chemistry. 83 (20), 7608-7613 (2011).</li>
<li>Malaj, N., Ouyang, Z., Sindona, G., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2012/ay/c2ay25222h">Analysis of pesticide residues by leaf spray mass spectrometry.</a> Analytical Methods. 4 (7), 1913-1919 (2012).</li>
<li>Snyder, D. T., Schilling, M. C., Hochwender, G., Kaufman, A. D. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ay/c4ay02639j">Analytical methods profiling phenolic glycosides in Populus deltoides and Populus grandidentata by leaf spray ionization tandem mass spectrometry.</a> Analytical Methods. 7 (3), 870-876 (2015).</li>
<li>Falcone, C. E., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+recognition+of+emerald+ash+borer+infestation+using+leaf+spray+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Communications+in+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Molecular recognition of emerald ash borer infestation using leaf spray mass spectrometry.</a> Rapid Communications in Mass Spectrometry. 30 (11), 1304-1312 (2016).</li>
<li>Liu, J., Gu, Z., Yao, S., Zhang, Z., Chen, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+analysis+of+Callicarpa+L.+using+direct+spray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmaceutical+and+Biomedical+Analysis%22%5BJournal%5D)">Rapid analysis of Callicarpa L. using direct spray ionization mass spectrometry.</a> Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 124, 93-103 (2016).</li>
<li>Freund, D. M., Martin, A. C., Cohen, J. D., Hegeman, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+detection+of+surface+localized+specialized+metabolites+from+Glycyrrhiza+lepidota+%28American+licorice%29+by+leaf+spray+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Planta%22%5BJournal%5D)">Direct detection of surface localized specialized metabolites from Glycyrrhiza lepidota (American licorice) by leaf spray mass spectrometry.</a> Planta. 247 (1), 267-275 (2018).</li>
<li>Smith, M. T., Crouch, N. R., Gericke, N., Hirst, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psychoactive+constituents+of+the+genus+Sceletium+N.E.Br.+and+other+Mesembryanthemaceae%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Ethnopharmacology%22%5BJournal%5D)">Psychoactive constituents of the genus Sceletium N.E.Br. and other Mesembryanthemaceae: a review.</a> Journal of Ethnopharmacology. 50 (3), 119-130 (1996).</li>
<li>Gerickea, N., Viljoen, A. M. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18761074">Sceletium-a review update.</a> Journal of Ethnopharmacology. 119 (3), 653-663 (2008).</li>
<li>Terburg, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+effects+of+Sceletium+tortuosum+%28Zembrin%29%2C+a+dual+5-HT+reuptake+and+PDE4+inhibitor%2C+in+the+human+amygdala+and+its+connection+to+the+hypothalamus%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Acute effects of Sceletium tortuosum (Zembrin), a dual 5-HT reuptake and PDE4 inhibitor, in the human amygdala and its connection to the hypothalamus.</a> Neuropsychopharmacology. 38 (13), 2708-2716 (2013).</li>
<li>Coetzee, D. D., López, V., Smith, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-mesembrine+Sceletium+extract+%28TrimesemineTM%29+is+a+monoamine+releasing+agent%2C+rather+than+only+a+selective+serotonin+reuptake+inhibitor%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Ethnopharmacology%22%5BJournal%5D)">High-mesembrine Sceletium extract (TrimesemineTM) is a monoamine releasing agent, rather than only a selective serotonin reuptake inhibitor.</a> Journal of Ethnopharmacology. 177, 111-116 (2016).</li>
<li>Shikanga, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+permeation+of+mesembrine+alkaloids+from+Sceletium+tortuosum+across+porcine+buccal%2C+sublingual%2C+and+intestinal+mucosa%5BTitle%5D)+AND+%22Planta+Medica%22%5BJournal%5D)">In vitro permeation of mesembrine alkaloids from Sceletium tortuosum across porcine buccal, sublingual, and intestinal mucosa.</a> Planta Medica. 78 (3), 260-268 (2012).</li>
<li>Pulliam, C. J., Bain, R. M., Wiley, J. S., Ouyang, Z., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+spectrometry+in+the+home+and+garden%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+The+American+Society+for+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Mass spectrometry in the home and garden.</a> Journal of The American Society for Mass Spectrometry. 26 (2), 224-230 (2015).</li>
<li>Lawton, Z. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analytical+validation+of+a+portable+mass+spectrometer+featuring+interchangeable%2C+ambient+ionization+sources%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+for+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Analytical validation of a portable mass spectrometer featuring interchangeable, ambient ionization sources.</a> Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 28 (6), 1048-1059 (2017).</li>
<li>Metlin. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://metlin.scripps.edu">http://metlin.scripps.edu</a> (2018).</li>
<li>Human Metabolome Database. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.hmdb.ca/">http://www.hmdb.ca/</a> (2018).</li>
<li>Mass Bank. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.massbank.jp/?lang=en">http://www.massbank.jp/?lang=en</a> (2018).</li>
<li>Lipid Maps. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.lipidmaps.org/data/standards/index.html">http://www.lipidmaps.org/data/standards/index.html</a> (2018).</li>
<li>National Institute of Standards and Technology MS Search. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://chemdata.nist.gov/mass-spc/ms-search/">http://chemdata.nist.gov/mass-spc/ms-search/</a> (2018).</li>
<li>ReSpect. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://spectra.psc.riken.jp/">http://spectra.psc.riken.jp/</a> (2018).</li>
<li>GNPS. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://gnps.ucsd.edu/">https://gnps.ucsd.edu/</a> (2018).</li>
<li>Chambers, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+cross-platform+toolkit+for+mass+spectrometry+and+proteomics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">A cross-platform toolkit for mass spectrometry and proteomics.</a> Nature Biotechnology. 30 (10), 918-920 (2012).</li>
<li>Pluskal, T., Castillo, S., Villar-Briones, A., Ore, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MZmine2%3A+modular+framework+for+processing%2C+visualizing%2C+and+analyzing+mass+spectrometry-based+molecular+profile+data%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">MZmine2: modular framework for processing, visualizing, and analyzing mass spectrometry-based molecular profile data.</a> BMC Bioinformatics. 11, 395(2010).</li>
<li>Meyer, G. M. J., Wink, C. S. D., Zapp, J., Maurer, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GC-MS%2C+LC-MS%28n%29%2C+LC-high+resolution-MS%28n%29%2C+and+NMR+studies+on+the+metabolism+and+toxicological+detection+of+mesembrine+and+mesembrenone%2C+the+main+alkaloids+of+the+legal+high+%26%2334%3BKanna%26%2334%3B+isolated+from+Sceletium+tortuosum%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+and+Bioanalytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">GC-MS, LC-MS(n), LC-high resolution-MS(n), and NMR studies on the metabolism and toxicological detection of mesembrine and mesembrenone, the main alkaloids of the legal high &#34;Kanna&#34; isolated from Sceletium tortuosum.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 407 (3), 761-778 (2015).</li>
<li>Zhang, N., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleHtml/2013/AY/c3ay00018d">Rapid detection of polyhydroxylated alkaloids in mulberry using leaf spray mass spectrometry.</a> Analytical Methods. 5 (10), 2455-2460 (2013).</li>
<li>Pereira, I., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ay/c6ay01154c">Rapid screening of agrochemicals by paper spray ionization and leaf spray mass spectrometry: which technique is more appropriate?</a> Analytical Methods. 8, 6023-6029 (2016).</li>
<li>Zhang, J. I., Li, X., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+analysis+of+steviol+glycosides+from+Stevia+leaves+by+ambient+ionization+mass+spectrometry+performed+on+whole+leaves%5BTitle%5D)+AND+%22The+Analyst%22%5BJournal%5D)">Direct analysis of steviol glycosides from Stevia leaves by ambient ionization mass spectrometry performed on whole leaves.</a> The Analyst. 137 (13), 3091-3098 (2012).</li>
<li>Freund, D. M., Hegeman, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+stable+isotope-enabled+mass+spectrometry-based+plant+metabolomics%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Recent advances in stable isotope-enabled mass spectrometry-based plant metabolomics.</a> Current Opinion in Biotechnology. 43, 41-48 (2017).</li>
<li>Wurtzel, E. T., Kutchan, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+metabolism%2C+the+diverse+chemistry+set+of+the+future%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Plant metabolism, the diverse chemistry set of the future.</a> Science. 353 (6305), 1232-1236 (2016).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het succesvolle gebruik van dit protocol, is afhankelijk van de optimalisering van de verschillende stappen voor de plantensoorten, weefseltype en doel verbinding(en) van belang. De parameters die worden beschreven in het protocol vormen een goed uitgangspunt. De volgende experimentele beslissingen moeten worden gemaakt en getest: wel of niet gebruik (1) knippen of Onbesneden weefsel en (2) oplosmiddel of geen oplosmiddel, (3) welke oplosmiddel te gebruiken en in welke omvang, (4) wat de afstand van weefsel van de inlaat...

Planten bevatten een breed scala van kleine moleculen met uiteenlopende chemische eigenschappen. MS is een krachtige techniek voor het analyseren van plantenstoffen omdat het elementaire composities met een hoge gevoeligheid en specificiteit voor de detectie en de identificatie van metabolieten1 bieden kan. MS is meestal uitgevoerd op oplosmiddel-geëxtraheerde monsters, die worden gescheiden door chromatografie vóór de MS analyse1. Echter, het gebruik van vloeistofchromatografie (LC) vereist lange analyse keer en wordt vaak geassocieerd met een uitgebreide sample voorbereiding1. In tegenstelling, is directe chemische analyse van intacte weefsels die chromatografie omzeilt een zeer snelle techniek, minimal steekproef voorbereiding2vereisen. Dus, in gevallen waar de chromatografische stappen kunnen worden afstand, een directe chemische analyse kan nuttig zeer.
LC-MS (normaal) voor natuurlijke producten en metabolomica onderzoek berust op lange bulk extracties van gedroogde of diepgevroren plantaardig materiaal met meerdere weefsels en cel typen3. Anderzijds kan directe chemische analyse, zoals de MS detectie van metabolieten van plant weefsel, isoleren celtypes en voorbereiding artefacten4voorkomen. Blad spray MS, ook wel aangeduid als weefsel-spray5,6, is een directe ambient ionisatie MS-techniek, die in wezen geen monster voorbereiding5,7vereist. Blad spray die MS is nauw verwant aan papier spray MS, een ambient ionisatie-techniek met kenmerken van electrospray ionisatie die het mogelijk maakt voor de detectie van analyten dat zijn neergelegd op papier7. Ondanks de naam, blad spray MS is van toepassing op verschillende soorten plantaardige weefsels niet alleen bladeren en is aangetoond op fruit, zaden, wortels, bloemen weefsels en knollen, o.a.6,8,9, 10,11,12. De techniek vergemakkelijkt de ionisatie van endogene fytochemicaliën rechtstreeks vanuit het plantaardig materiaal in de massaspectrometer voor de detectie van8. Blad spray MS kan ook informatie bevatten over de ruimtelijke spreiding van chemische stoffen in verschillende weefseltypes (HLA) in planten13. Blad spray MS is in vergelijking met solvent extractie en LC-MS, suggereren de resultaten blad spray die MS voor de snelle detectie van oppervlakte metabolieten van unieke celtypes zoals plantenharen13 zorgt. Figuur 1 illustreert het blad spray MS experimentele opstelling. Directe electrospray ionisatie optreedt na slechts kleine bron wijzigingen. Een hoge spanning wordt toegepast op de plant weefsel via een metalen klem, produceren een spray van zeer geladen druppels vormen een Taylor-kegel die de ionen bij de inlaat van de ion van het MS. Electrospray draagt ionisatie optreedt vanaf de natuurlijke vloeistof van de plant of het oplosmiddel appl IED op het oppervlak van de plant. Een puntige tip op het weefsel vergemakkelijkt de electrospray en kan natuurlijk voorkomende of gemaakt door te snijden.
Blad spray MS is een snelle methode voor de kwalitatieve en semi-kwantitatieve analyse van intacte plantaardige weefsels die nut hebben gevonden voor een breed scala aan toepassingen. Bijvoorbeeld, is de techniek gebruikt om op te sporen van endogene stoffen te onderscheiden van verwante soorten, en zelfs om te evalueren van de wijzigingen in de dezelfde soort gegroeid onder verschillende omstandigheden. Eerdere studies hebben deze aanpak aangetoond door het meten van metabolieten in beautyberry (Callicarpa L.) 12 en Amerikaanse ginseng (Panax quinquefolium L.) 6. in het laatste voorbeeld, ginsenosides, amino zuren en oligosachariden na bevochtiging van ruwe ginseng weefsel kon worden opgespoord. Wilde en gekweekte Amerikaans ginseng werden onderscheiden van Knol segmenten6. Ginseng Knol integriteit werd volgende blad spray MS, waardoor voor een latere morfologische en microscopische inspectie6bewaard. Exogene stoffen op plant monsters kunnen bovendien ook worden gedetecteerd. Een aantal pesticiden (acetamiprid, difenylamine imazalil, linuron en thiabendazool) zijn op peel of pulp van fruit en groenten9ontdekt. Hoewel deze studies en vele anderen hebben het nut van blad spray MS aangetoond voor verschillende specifieke doeleinden, is een gedetailleerd protocol niet eerder gemeld.
De beschrijving van het protocol zal hier niet ingaan op de optimalisering van de methode voor een specifieke weefsel of samengestelde. Eerder, de detectie van mesembrine alkaloïden van Sceletium tortuosum (L.) N.E.Br (IJskruidfamilie) wordt gebruikt als een voorbeeld te bespreken van de nodige optimalisatie maatregelen die moeten worden genomen bij het opzetten van een blad spray MS experiment voor een soort, weefsel, of verbinding(en) voor de eerste keer. S. tortuosum is een succulente endemisch aan de semi-aride regio van het Karroo van Zuid-Afrika. Een traditionele geneeskunde van het San en de Khoi Khoi volkeren, het werd gebruikt voor de eetlust en dorst onderdrukking alsook wat betreft de psychotrope en pijnstillende effecten14,15. Momenteel, worden gestandaardiseerde extracten gebruikt voor de behandeling van neuropsychiatrische en neuropsychologische stoornissen16,17. De primaire verbindingen van belang bevatten het alkaloïde mesembrine en derivaten daarvan, waarvan vele ook in verwante Sceletium soorten15 gevonden zijn. Zowel wilde als gecultiveerde bevolkingsgroepen van S. tortuosum hebben variabele concentraties van mesembrine-alkaloïden, dus presenteren een kwaliteitscontrole uitdaging18. Een methode voor de snelle detectie van mesembrine-alkaloïden, zoals blad spray MS, kan zinvol zijn bij het toezicht op Sceletium producten. Omdat eerder, was er geen gedetailleerde visuele experimentele protocol voor het blad spray MS techniek, zullen we illustreren de methode met behulp van het voorbeeld van S. tortuosum, en het volgende wordt beschreven: de wijziging van de bron van een nanospray, de selectie en voorbereiding van de plantaardige weefsels, het verwerven van de data, de interpretatie van de resultaten, en het optimaliseren van de parameters van MS.

<table><tbody><tr><td>Conn Pin</td><td>Digi-Key elctronics</td><td>WM2563CT-ND</td><td>pin wordt in de Thermo Scientific-bron gestoken om spanning te leveren</td></tr><tr><td>kleine klem</td><td>Digi-Key elctronics</td><td>314-1018-ND</td><td>CLIP MICRO ALLIGATOR KOPPER 5A</td></tr><tr><td>grote klem</td><td>Digi-Key elctronics</td><td>290-1951-ND</td><td>ALLIGATOR CLIP NARROW NICKLE 5A</td></tr><tr><td>Thermische krimp</td><td>Digi-Key elctronics</td><td>Q2Z1-KIT-ND</td><td>om soldeerverbindingen te bedekken</td></tr><tr><td>NSI-bron Nanospray Ion Source</td><td>Thermo scientific</td><td>NA</td><td>Een ander merk werkt als u geen Thermo-instrument gebruikt</td></tr><tr><td>Q Exactive- hybride quadrupole Orbitrap</td><td>Thermo scientific</td><td>NA</td><td>Een ander merk werkt als u geen Thermo-instrument gebruikt</td></tr><tr><td>Tune Software</td><td>Thermo scientific</td><td></td><td>Een ander merk werkt als u geen Thermo-instrument gebruikt</td></tr><tr><td>Xcalibur Software</td><td>Thermo scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plant van belang - S. tortousum</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

blad spray massaspectrometrie: een snelle ambient ionisatie techniek om te beoordelen direct metabolieten van plantaardige weefsels

Leaf Spray Mass Spectrometry: A Rapid Ambient Ionization Technique to Directly Assess Metabolites from Plant Tissues

Planten produceren duizenden kleine moleculen die divers in hun chemische eigenschappen zijn. De Spectrometrie van de massa (MS) is een krachtige techniek voor het analyseren van plant metabolieten omdat het molecuulgewicht met hoge gevoeligheid en specificiteit biedt. Blad spray MS is een ambient ionisatie techniek waar plant weefsel wordt gebruikt voor directe chemische analyse via electrospray, elimineren van chromatografie van het proces. Deze benadering van bemonstering van metabolieten zorgt voor een breed scala van chemische klassen gelijktijdig uit intact plantaardige weefsels, minimaliseren van de hoeveelheid van de bereiding van de monsters die nodig zijn worden gedetecteerd. Bij gebruik in combinatie met een hoge resolutie, nauwkeurige massa MS, vergemakkelijkt blad spray MS de snelle detectie van metabolieten van belang. Het is ook mogelijk om versnippering van de tandem massa gegevens met deze techniek om een samengestelde identificatie te vergemakkelijken te verzamelen. De combinatie van nauwkeurige metingen van de massa en versnippering is nuttig bij de bevestiging van de samengestelde identiteiten. Het blad spray MS techniek vereist slechts kleine wijzigingen aan een nanospray ionisatie bron en is een nuttig instrument om de mogelijkheden van een massaspectrometer verder uitbreiden. Hier, wordt vers blad weefsel van Sceletium tortuosum (Portulacaceae), een traditionele medicinale plant uit Zuid-Afrika, geanalyseerd; talrijke mesembrine-alkaloïden worden gedetecteerd met blad spray MS.

Op 10 weken die na ontkieming, vers verzameld serre gekweekte S. tortuosum verlaat werden geanalyseerd door blad spray MS. De experimentele workflow voor het opsporen van metabolieten van S. tortuosum laat met behulp van blad spray die MS wordt geïllustreerd in Figuur 2. Een blad was geselecteerd, snijd in een smalle strook met een taps toelopende daartoe vormen een punt en geklemd met het blad spray MS draad klem apparaat. De plant weefsel ...

Spectrometrie van de massa van de spray blad is een directe analyse van de chemische techniek die minimaliseert de bereiding van de monsters en elimineert chromatografie, rekening houdend met de snelle detectie van kleine moleculen uit plantaardige weefsels.

Blad Spray massaspectrometrie: Een snelle Ambient ionisatie techniek om te beoordelen direct metabolieten van plantaardige weefsels

Plants produce thousands of small molecules that are diverse in their chemical properties. Mass spectrometry (MS) is a powerful technique for analyzing ...

Leaf spray MS is een snelle methode voor kwalitatieve en semi-kwantitatieve analyse van intacte plantenweefsels met een breed scala aan toepassingen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat plantenweefsels direct kunnen worden geanalyseerd zonder wezenlijke monstervoorbereiding. Hoewel deze methode goede inzichten biedt in mesembrine alkaloïden uit Sceletium, kan het ook worden gebruikt voor de analyse van verschillende andere plantensoorten en exogeen chemische stoffen zoals pesticiden.Personen die nieuw zijn met deze methode kunnen het uitdagend vinden omdat het noodzakelijk is om het protocol voor elke plantensoort, weefseltype en stof van belang te optimaliseren. Gebruik een aangepaste nano spray bron voor leaf spray MS. Aangezien er geen vloeistofcomponenten nodig zijn voor leaf spray MS, wijzig de bron door de vloeistofchromatografie sonde uit de bron te verwijderen. De leaf spray massaspectrometrie draad die spanning op het plantenweefsel zal toepassen, heeft een pin die aan de draad is gesoldeerd aan de ene kant en een klem die aan de andere kant is gesoldeerd.Als het systeem onlangs is gebruikt, laat het dan afkoelen voordat u een alternatieve bron in de veegke

leaf-spray-mass-spectrometry-rapid-ambient-ionization-technique-to

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Biochemie

Laser ablatie electrospray ionisatie (LAESI) is een atmosferische druk ionenbron voor massaspectrometrie. In de beeldvorming modus, een mid-infrarood laser peilt naar de verdeling van moleculen over een tissue sectie of een biofilm. Deze techniek biedt een nieuwe aanpak voor de diverse bio-analytische studies onder autochtone experimentele omstandigheden uitgevoerd.

Atmosferische druk moleculaire beeldvorming van biologische weefsels en biofilms door LAESI massaspectrometrie

Ongerichte metabolomics biedt een hypothese genererende momentopname van een metabool profiel. Dit protocol zal de extractie en analyse van metabolieten uit cellen, serum of weefsel tonen. Een reeks van metabolieten worden onderzocht met behulp van vloeistof-vloeistof fase-extractie, microflow UltraPerformance vloeistofchromatografie / hoge-resolutie massaspectrometrie (UPLC-HRMS) gekoppeld aan differentiële analyse software.

Ongerichte Metabolomics uit biologische grondstoffen gebruiken UltraPerformance Liquid Chromatography-hoge resolutie massaspectrometrie (UPLC-HRMS)

Massaspectrometrische imaging (MSI) is een krachtig instrument dat kan worden gebruikt om verschillende chemische stoffen ontdekken en identificeren intacte weefsels behoud van de verbindingen in hun eigen omgeving, waarin nieuwe inzichten in biologische processen kunnen leveren. Hierin een MSI werkwijze ontwikkeld voor de analyse van kleine moleculen beschreven.

MALDI-Massaspectrometrische Imaging voor onderzoek naar metabolieten in<em&gt; Medicago truncatula</em&gt; Wortelknolletjes

Een methode voor het soort identificatie van botanische materiaal door directe analyse in real time-hoge resolutie massaspectrometrie en multivariate statistische analyse wordt gepresenteerd.

Rapid High-throughput Species Identificatie van Botanical Material gebruik van Direct Analysis in Real Time met hoge resolutie massaspectrometrie

Een protocol voor de uitgebreide extractie van lipiden, metabolieten en eiwitten uit biologische weefsels met behulp van een monster wordt gepresenteerd.

Een eenvoudige gefractieerde extractie methode voor de uitgebreide analyse van metabolieten, lipiden en proteïnen uit een enkele monster

Fizzy extractie is een nieuwe laboratorium techniek voor de analyse van vluchtige en semivolatiele verbindingen. Een draaggas wordt opgelost in het vloeibare monster door overdruk toe te passen en het monster te roeren. De monsterkamer wordt dan gedecomprimeerd. De analysesoort wordt bevrijd aan de gasfase door bruising.

Fizzy Extractie van vluchtige organische verbindingen gecombineerd met atmosferische druk Chemische ionisatie Quadrupole Mass Spectrometry

Dit protocol beschrijft een interne doorvoer voor aanvullende analytische en omics technieken, culminerend in een volledig gekoppeld karakterisering van natuurlijke organische stof en microbiële proteomics in verschillende ecosystemen. Deze aanpak maakt robuuste vergelijkingen voor het identificeren van de metabolische banen en het transformaties die belangrijk zijn voor het beschrijven van de gasproductie van broeikasgassen en het voorspellen van reacties op veranderingen in het milieu.

Single-doorvoer complementaire High-resolution analytische technieken voor het karakteriseren van complexe natuurlijke organische stof mengsels

Dit artikel introduceert monsterbereidingsmethoden voor een unieke real-time analytische methode op basis van de omgevingsmassaspectrometrie. Deze methode stelt ons in staat om real-time analyses uit te voeren van de biologische moleculen in vivo zonder speciale voorbehandelingen.

Monster voorbereiding voor Probe Electrospray Ionization Mass Spectrometry

Een methode voor de ongerichte analyse van tarwekorrels metabolieten en lipiden wordt gepresenteerd. Het protocol omvat een acetonitril metabolietextractiemethode en omgekeerde fase vloeistofchromatografie-massaspectrometriemethodologie, met acquisitie in positieve en negatieve elektrospray ionisatiemodi.

Ongerichte vloeibare chromatografie-massaspectrometrie-gebaseerde metabolomics analyse van tarwekorrel

Deze methode maakt gebruik van massaspectrometrie beeldvorming (MSI) om metabolische processen in S. alba bladeren te begrijpen wanneer blootgesteld aan xenobiotica. De methode maakt de ruimtelijke lokalisatie mogelijk van belangrijke verbindingen en hun voorspelde metabolieten in specifieke, intacte weefsels.

Onderzoek naar xenobiotica metabolisme in Salix alba bladeren via massaspectrometrie imaging

De ontwikkelde methode van 13C 6-Glucose-etikettering in combinatie met vloeistofchromatografie met hoge resolutie massaspectrometrie is veelzijdig en legt de basis voor toekomstige studies naar de primaire organen en routes die betrokken zijn bij de synthese van secundaire metabolieten in medicinale planten, evenals het uitgebreide gebruik van deze secundaire metabolieten.

13 okt.C 6-glucose-etikettering geassocieerd met LC-MS: identificatie van primaire organen van planten in secundaire metabolietsynthese

Leer blad spray massaspectrometrie voor directe analyse van plantaardige metabolieten zonder uitgebreide voorbereiding. Deze methode detecteert alkaloiden en pesticiden snel en efficiënt.

Blad Spray massaspectrometrie: Een snelle Ambient ionisatie techniek om te beoordelen direct metabolieten van plantaardige weefsels (Video) | JoVE Journal

Blad Spray massaspectrometrie: Een snelle Ambient ionisatie techniek om te beoordelen direct metabolieten van plantaardige weefsels

Meer video's verkennen