Лист спрей масс-спектрометрия является метод прямого химического анализа, который минимизирует пробоподготовки и устраняет хроматографии, позволяя для быстрого обнаружения малых молекул из растительных тканей.
Методическая статья
Лист спрей масс-спектрометрия является метод прямого химического анализа, который минимизирует пробоподготовки и устраняет хроматографии, позволяя для быстрого обнаружения малых молекул из растительных тканей.
Растения производят тысячи маленьких молекул, которые являются различными в их химических свойств. Масс-спектрометрия (МС) – это мощный метод для анализа метаболитов завод, потому что он обеспечивает молекулярным весом с высокой чувствительностью и специфичностью. Лист спрей MS это техника окружающего ионизации где растительной ткани используется для прямого химического анализа через электроспрей, устраняя хроматографии из процесса. Этот подход к выборки метаболитов для широкого круга химических классов позволяет обнаружить одновременно с нетронутыми растительных тканей, свести к минимуму количество пробоподготовки требуется. При использовании с высоким разрешением и точной массы MS, лист спрей MS облегчает быстрое обнаружение метаболитов интерес. Это также возможно для сбора тандем массового фрагментации данных с этой техникой, чтобы облегчить составные идентификации. Сочетание точных измерений массы и фрагментации является полезным в подтверждающие составного удостоверения. Лист спрей MS техника требует лишь незначительных изменений в источник ионизации наноспрей и является полезным инструментом для дальнейшего расширения возможностей масс-спектрометр. Здесь свежих листьев ткани из Sceletium tortuosum (Аизовые), традиционное лекарственное растение из Южной Африки, анализируется; многочисленные Мезембрин алкалоиды обнаружены с листьев спрей МС.
Растения содержат широкий спектр малых молекул с различными химическими свойствами. MS – это мощный метод для анализа соединений растений, потому что он может предоставить элементарный композиции с высокой чувствительностью и специфичностью для обнаружения и идентификации метаболитов1. Чаще всего MS выполняется растворителя извлечены образцы, которые разделены хроматографии до MS анализ1. Однако использование жидкостной хроматографии (LC) требует длительного анализа раз и часто ассоциируется с обширной выборки подготовка1. В отличие от прямой химический анализ нетронутыми тканей, который обходит хроматографии это очень быстрый метод, требующих минимальной образца подготовка2. Таким образом в случаях, где может быть неполученный хроматографического шаги, прямой химический анализ может быть весьма выгодным.
Типичный LC-MS для натуральных продуктов и метаболомики исследования опирается на длительных массового извлечения сушеных или замороженных растительных материалов, содержащих несколько тканей и клеток типа3. Кроме того прямой химический анализ, например MS обнаружения метаболитов из растительной ткани, можно изолировать типы клеток и избежать подготовки артефакты4. Лист спрей МС, также упоминается как ткани спрей5,6, является прямой окружающего ионизации MS метод, который требует по существу не образца подготовка5,7. Лист спрей, который МС тесно связана с бумаги спрей МС, окружающего ионизации технику с характеристиками электроспрей ионизации, которая позволяет для обнаружения аналитов, залегают на бумаге7. Несмотря на название, лист спрей MS для различных видов растительных тканей, не только листья и был продемонстрирован на фрукты, семена, корни, цветочные ткани и клубни, среди других,6,8,9 10,,1112. Техника способствует ионизации эндогенного фитохимические непосредственно из растительного сырья в масс-спектрометр для обнаружения8. Лист спрей MS также может предоставить информацию о пространственном распределении химических веществ в ткани различных типов растений13. Когда лист спрей MS сравнивается с жидкостной экстракции и LC-MS, результаты предполагают спрей листьев, MS позволяет для быстрого обнаружения поверхностных метаболитов из типов уникальных клеток например трихом13. Рисунок 1 иллюстрирует экспериментальной установки MS спрей листьев. Прямые электроспрей ионизации происходит после лишь незначительные источника изменения. Высокое напряжение применяется к заводе ткани через металлический зажим, производства спрей высоко заряженных капель, образуя Тейлор конус, который несет ионов на входе ионов электроспрей г-жа ионизация происходит от естественной жидкости завода или растворителя appl СВУ на поверхности растений. Заостренным кончиком на ткани облегчает электроспрей и может быть естественно происходя или созданного путем разрезания.
Лист спрей MS это быстрый метод для качественного и полуколичественного анализа нетронутыми растительных тканей, которые нашли утилита для широкого ряда приложений. Например этот метод был использован для обнаружения эндогенных соединений различать родственных видов и даже для оценки изменений в того же вида, выращиваемые в различных условиях. Предыдущие исследования показали этот подход путем измерения метаболитов в Бьютиберри (Callicarpa L.) 12 и американский женьшень (Panax quinquefolium L.) 6. в последнем примере, гинзенозиды, аминокислоты и олигосахариды могут быть обнаружены после смачивания ткани сырой женьшень. Диких и культивируемых американский женьшень были дифференцированы от клубней ломтиками6. Женьшень клубней целостность был грядущие спрей лист MS, что позволило за последующие инспекции морфологических и микроскопических6. Кроме того может быть также обнаружен экзогенных соединений на образцы растений. Количество пестицидов (ацетамиприд, дифениламина, уничтожения, linuron и ботвы) были обнаружены в кожуре или целлюлозно фрукты и овощи9. Хотя эти исследования и многие другие показали полезность листьев спрей MS для различных конкретных целей, подробный протокол уже не сообщалось ранее.
Здесь описание протокола не будет сосредоточена на оптимизации метода для конкретной ткани или соединения. Скорее, обнаружение алкалоидов Мезембрин из Sceletium tortuosum (L.) N.E.Br. (Аизовые) используется в качестве примера для обсуждения необходимости оптимизации мер, которые следует использовать при создании листа спрей MS эксперимент для видов, ткани, или Compound(s) в первый раз. S. tortuosum это сочные эндемик полузасушливых Karroo региона Южной Африки. Традиционной медицины Сан и общины кой кой народов, он был использован для аппетита и жажда подавления, а также его психотропных и обезболивающий эффекты14,15. В настоящее время стандартизированные экстракты используются для лечения психоневрологических и нейропсихологические расстройства16,17. Основных соединений интерес включают алкалоид Мезембрин и его производные, многие из которых также находятся в смежных видов Sceletium 15. Популяций диких и культивируемых S. tortuosum имеют переменную концентрации Мезембрин алкалоидов, представляя таким образом проблема контроля качества18. Метод для быстрого обнаружения Мезембрин алкалоидов, например лист спрей МС, может быть полезным в мониторинге Sceletium продукции. Потому, что ранее было не подробный визуальный экспериментальный протокол для листьев спрей MS технику, мы проиллюстрируем метод, с помощью примера S. tortuosumи описан ниже: модификация наноспрей источника, отбор и подготовка растительных тканей, приобретение данных, интерпретация результатов и оптимизации параметров MS.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. изменения наноспрей источник для листьев спрей MS
2. Подготовка системы MS лист спрей MS
3. подготовка инструмента, растворителей и тканей растений
Примечание: Всегда надевайте перчатки и не использовать растительной ткани, который был обработан с голыми руками. В противном случае загрязнения ионы как полиэтилен гликоль будет доминировать спектры.
4. данные оценки качества
5. тандем массового фрагментации
6. предполагаемого опознания разртвом Точная масса и тандем массового
7. анализ данных
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В 10 недель, листья после прорастания, свеже собранных выросли парниковых S. tortuosum были проанализированы лист спрей МС. Экспериментальный рабочего процесса для обнаружения метаболитов от S. tortuosum листья с помощью спрей листьев, которые MS проиллюстрирована на рисунке 2. Лист был выбран, разрезать на тонкие полосы с коническим концом сформировать точку и зажимается с листьев спрей MS провод зажим аппарат. Ткани растений был позиционир...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Успешное использование этого протокола опирается на оптимизации различных шагов для видов растений, тип ткани и целевой compound(s) интерес. Параметры, указанные в настоящем Протоколе обеспечивают хорошей отправной точкой. Следующие экспериментальные решения должны быть изготовлены и испытаны: ли или не использования (1) вырезать или необрезанный ткани и (2) растворителей или без растворителя, (3) какие растворителя использовать и в каком объеме, (4) что расстояние ткани от ионного входе должно быть и (5) амплитуды напря...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Эта работа финансировалась Грант программы исследований генома растений NSF IOS-1238812 и докторантура стипендий в биологии IOS-1400818. Работа финансировалась Монсанто студенческих стипендий для Кэтрин а. Сэммонс. Программа Фулбрайта для африканских исследователя ученых (2017-2018 годы) поблагодарил за финансирование присуждена Nokwanda P. Makunga. Мы высоко ценим пожертвования наноспрей источник из Джессика Prenni и протеомики и метаболомики объекта в университете штата Колорадо.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Conn Pin | Digi-Key elctronics | WM2563CT-ND | контакт будет вставлен в источник Thermo Scientific для обеспечения напряжения |
| малого зажима | Digi-Key elctronics | 314-1018-ND | CLIP MICRO ALLIGATOR COPPER 5A |
| большой зажим | Digi-Key elctronics | 290-1951-ND | ALLIGATOR CLIP УЗКИЙ НИКЕЛЬ 5A |
| Термоусадка | Digi-Key elctronics | Q2Z1-KIT-ND | to покрытие паяльных соединений |
| NSI source Nanospray Ion Source | Thermo scientific | NA | Другой бренд будет работать, если вы не используете термоинструмент |
| Q Exactive- гибридный квадруполь Orbitrap | Thermo scientific | NA | Другой бренд будет работать, если вы не используете термоинструмент |
| Tune Software | Thermo scientific | Другой бренд будет работать, если вы не используете термоинструмент | |
| Интересующая вас установка Xcalibur Software | Thermo Scientific | ||
| - S. tortousum |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение