Artykuł metodologiczny

Przygotowanie próbek do analizy MALDI: metoda ultracienkiej warstwy

DOI:

10.3791/192

29 kwietnia 2007

W tym artykule

Podsumowanie

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

Niniejszy film prezentuje przygotowanie ultrascienistej warstwy matrycy/analitu do analizy peptydów i białek za pomocą spektrometrii mas z desorpcją laserową wspomaganą matrycą (MALDI-MS).

Streszczenie

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

W tym filmie zaprezentowano przygotowanie ultracienkiej warstwy matrycy/analitu do analizy peptydów i białek metodą spektrometrii mas z laserową desorpcją/jonizacją wspomaganą matrycą (MALDI-MS) 1,2. Metoda ultracienkiej warstwy polega na wytworzeniu na płytce do próbek warstwy podłoża z kryształów matrycy (kwasu alfa-cyjano-4-hydroksycynnamowego), która służy jako baza do późniejszej krystalizacji mieszaniny matrycy i analitu. Zalety metody ultracienkiej warstwy w porównaniu z innymi podejściami do nanoszenia próbek (np. metodą wysuszonej kropli) to (i) większa tolerancja na zanieczyszczenia, takie jak sole i detergenty, (ii) lepsza rozdzielczość oraz (iii) wyższa jednorodność przestrzenna. Metoda ta jest szczególnie przydatna do dokładnego wyznaczania masy białek. Protokół został pierwotnie opracowany i zoptymalizowany do analizy białek błonowych i z sukcesem wykorzystany do analizy kanałów jonowych, transporterów metabolitów oraz receptorów zawierających od 2 do 12 domen transbłonowych 2. Od czasu pierwotnej publikacji wykazano, że jest ona równie użyteczna w analizie białek rozpuszczalnych. W rzeczywistości zastosowaliśmy ją w przypadku wielu białek o szerokim zakresie właściwości, w tym tych o masach cząsteczkowych sięgających 380 kDa 3. Obecnie jest to nasza preferowana metoda analizy masy cząsteczkowej wszystkich białek. Opisana procedura konsekwentnie pozwala na uzyskanie wysokiej jakości widm, a ponadto jest czuła, stabilna i łatwa do wdrożenia.

Protokół

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

Podczas przygotowywania cienkiej warstwy bardzo ważne jest noszenie rękawiczek bezpudrowych.

Czyszczenie płytki z próbką

  1. Użyć płytki do próbek MALDI wykonanej ze stali nierdzewnej lub złota.
  2. Przemyć MeOH i delikatnie wytrzeć chusteczką Kimwipe. Nie należy pocierać ani szorować powierzchni chusteczką, aby uniknąć jej zarysowania.
  3. Przemyć H2O i delikatnie wytrzeć chusteczką Kimwipe.
  4. Przemyć MeOH i delikatnie wytrzeć chusteczką Kimwipe.
  5. W razie potrzeby powtórzyć cykl czyszczenia MeOH/H2O/MeOH, zawsze kończąc etapem z MeOH.
  6. Upewnić się, że na płytce nie pozostały żadne ślady („ghost spots”) ani osady. W przypadku wystąpienia takich śladów, opłukać płytkę wodą dejonizowaną, pocierając powierzchnię dłonią w rękawiczce (nie używać chusteczek Kimwipe). Powtórzyć cykl czyszczenia MeOH/H2O/MeOH.
  7. Użyć płytki niezwłocznie po praniu.

Przygotowanie roztworu do podłoża cienkowarstwowego

  1. Wymieszać 1 część nasyconego 4-HCCA (2 części ACN, 1 część wody i 0,1% końcowego stężenia TFA) z 3 częściami izopropanolu.

    Uwaga: Roztwór do nanoszenia cienkiej warstwy na podłoże jest bardzo stabilny i może być przechowywany w temperaturze pokojowej, w ciemności, przez rok. Można go również przechowywać w temperaturze 4 °C.

Przygotowanie podłoża z cienkiej warstwy

  1. Nanieś 20-50 µL roztworu podłoża do cienkiej warstwy na lewą środkową część płytki i rozprowadź go bokiem końcówki pipety. Wykonuj ruchy w jednym kierunku.
  2. W miarę wysychania roztworu rozpuszczalnik organiczny odparowuje bardzo szybko, pozostawiając na powierzchni płytki drobne kropelki wody. W tym momencie owiń palec wskazujący warstwą chusteczki Kimwipe i początkowo delikatnie osusz nim powierzchnię płytki.
  3. Gdy powierzchnia zostanie oczyszczona z kropel wody, przetrzyj całą płytkę jednokierunkowymi ruchami za pomocą chusteczki Kimwipe.

    Uwaga: Jeśli roztwór nie rozprowadza się w wystarczającym stopniu po powierzchni płytki, zwiększ zawartość ACN i ponownie przygotuj cienką warstwę. Parametrami, które mogą wpływać na rozprowadzanie roztworu, są m.in. wilgotność i temperatura otoczenia.

    Uwaga: W przypadku płytek złotych warstwa zazwyczaj przejawia się jako żółtawy odblask, w zależności od kąta widzenia i oświetlenia. W przypadku płytek stalowych zazwyczaj widoczna jest tylko krawędź warstwy.
     
  4. Przed umieszczeniem płytki w uchwycie oczyść jej krawędzie nową chusteczką Kimwipe, aby zapobiec zanieczyszczeniu instrumentu matrycą.

Przygotowanie roztworu matrycy

  1. Nasycony roztwór 4-HCCA w FWI (3 części kwasu mrawkowego, 1 część wody, 2 części izopropanolu) jest zalecany do analizy zarówno białek błonowych, jak i rozpuszczalnych. Może być on również stosowany w szczególnych przypadkach do analizy bardzo hydrofobowych dużych peptydów (M >4,000 u). Należy upewnić się, że roztwór matrycy używany do nanoszenia białek nie zawiera więcej niż ~50% składników organicznych, ponieważ spowodowałoby to całkowite rozpuszczenie podłoża z cienkiej warstwy, niwelując zalety tej metody.

Test podłoża z cienkiej warstwy

  1. Nanieś 0,5 µL roztworu matrycy na płytkę. Na granicy między cienką warstwą a kropelką pojawi się białawy osad. Gdy warstwa ta całkowicie pokryje dno kropelki, zazwyczaj w ciągu 10–15 s, odessij nadmiar cieczy za pomocą linii próżniowej. Jeśli utworzenie osadu trwa dłużej niż 30 s , może to wskazywać na problem z podłożem cienkiej warstwy i/lub roztworem matrycy.

Nakładanie próbki

  1. Stężenie anality w roztworach wyjściowych powinno mieścić się w przedziale od 10 do 1000 µM.
  2. Rozcieńcz roztwór anality w roztworze matrycy do końcowego stężenia anality wynoszącego 0,2–2 µM. Na przykład, zacznij od 1 µL próbki i 9 µL roztworu matrycy.

    Uwaga: Upewnij się, że matryca w roztworze końcowym jest bliska nasycenia, w przeciwnym razie dojdzie do ponownego rozpuszczenia podłoża cienkowarstwowego.

    Uwaga: Stężenia anality wymagane do uzyskania zadowalających sygnałów są w dużym stopniu zależne od złożoności i składu roztworu (np. zanieczyszczeń) oraz jonizowalności anality.

    Uwaga: Jeśli rozcieńczenie jednostopniowe nie przynosi dobrych wyników, należy spróbować kolejnego etapu rozcieńczania. Choć może wydawać się to nieintuicyjne, silnie stężone roztwory anality rzadko dają dobre widma.

    Uwaga: Białka błonowe zazwyczaj wymagają większych rozcieńczeń.
     
  3. Nanieś 0,5 µL mieszaniny próbki z matrycą na płytkę. Na granicy między cienką warstwą a kroplą utworzy się białawy osad. Osad ten jest wynikiem kokrystalizacji matrycy i anality. Gdy warstwa ta całkowicie pokryje dno kropli, zazwyczaj w ciągu 10–15 s, odessaj nadmiar cieczy za pomocą linii próżniowej. Jeśli utworzenie osadu trwa dłużej niż 30 s , może to wskazywać na obecność zanieczyszczeń hamujących krystalizację lub zbyt wysokie stężenie anality.

Aplikacja kalibratora

  1. Przygotować mieszaninę kalibratora i matrycy w podobny sposób, tak aby końcowe stężenie kalibratora wynosiło od 0,1–0,5 µM.
  2. Nanieść 0,5 µL mieszaniny kalibratora i matrycy na płytkę w bliskim sąsiedztwie plamek z próbką. Ta bliskość fizyczna jest wykorzystywana w procedurze pseudowewnętrznej kalibracji, podczas której podczas akwizycji próbki płytka jest przemieszczana z plamki z próbką do plamki z kalibratorem, aby dodać do widma kilka impulsów laserowych kalibratora. Podejście to gwarantuje wyższą dokładność kalibracji masy niż w przypadku stosowania wyłącznie kalibracji zewnętrznej.

Krok płukania

  1. Przemyj każdą plamkę około 2 µL lodowatego 0,1% wodnego roztworu TFA. Odessij nadmiar cieczy za pomocą linii próżniowej.

Pozyskiwanie widm mas

  1. Można teraz przystąpić do pozyskiwania widm masowych. W przypadku zastosowania roztworu matrycy FWI, widma należy pozyskać jak najszybciej, aby zapobiec nieodwracalnym modyfikacjom analitytu, takim jak formylacja.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Bibliografia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Xiang, F., Beavis, R. C. A Method to Increase Contaminant Tolerance in Protein Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization by the Fabrication of Thin Protein-Doped Polycrystalline Films. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 8, 199-204 (1994).
  2. Cadene, M., Chait, B. T. A Robust, Detergent-Friendly Method for Mass Spectrometric Analysis of Integral Membrane Proteins. Analytical Chemistry. 72, 5655-5658 (2000).
  3. Hook, P., Mikami, A., Shafer, B., Chait, B. T., Rosenfeld, S. S., Vallee, R. B. Long-range allosteric control of cytoplasmic dynein ATPase activity by the stalk and C-terminal domains. J Biol Chem. 280, 33045-33054 (2005).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Desorpcja i jonizacja laserowa wspomagana macierzanaliza masy bia ekanaliza bia ek b onowychanaliza bia ek rozpuszczalnychprotok czyszczenia p ytekpod o e cienkowarstwowestosowanie aspiratora pr niowegousuwanie zanieczyszcze

Powiązane artykuły