Методическая статья

Использование спектрометра циклической подвижности ионов для экспериментов с тандемной подвижностью ионов

DOI:

10.3791/63451

⸱

20 января 2022 г.

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

В этой статье

Краткое содержание

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

Спектрометрия подвижности ионов (IMS) является интересным дополнением к масс-спектрометрии для характеристики биомолекул, особенно потому, что она чувствительна к изомерии. Этот протокол описывает тандемный эксперимент IMS (IMS/IMS), который позволяет выделить молекулу и генерировать профили подвижности ее фрагментов.

Аннотация

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

Точная характеристика химических структур важна для понимания их основных биологических механизмов и функциональных свойств. Масс-спектрометрия (МС) является популярным инструментом, но не всегда достаточна для полного раскрытия всех структурных особенностей. Например, хотя углеводы биологически значимы, их характеристика осложняется многочисленными уровнями изомерии. Спектрометрия подвижности ионов (IMS) является интересным дополнением, поскольку она чувствительна к конформациям ионов и, таким образом, к изомерии.

Кроме того, последние достижения значительно улучшили технику: последнее поколение инструментов Cyclic IMS предлагает дополнительные возможности по сравнению с линейными инструментами IMS, такие как повышенная разрешающая способность или возможность выполнять эксперименты с тандемной подвижностью ионов (IMS / IMS). Во время IMS/IMS ион выбирается на основе его подвижности ионов, фрагментируется и повторно анализируется для получения информации о подвижности ионов о его фрагментах. Недавняя работа показала, что профили мобильности фрагментов, содержащиеся в таких данных IMS/IMS, могут действовать как отпечаток конкретного гликана и могут использоваться в стратегии молекулярных сетей для организации наборов данных гликомики структурно значимым образом.

Таким образом, цель этого протокола состоит в том, чтобы описать, как генерировать данные IMS/IMS, от подготовки образца до окончательной калибровки поперечного сечения столкновения (CCS) измерения подвижности ионов, которое дает воспроизводимые спектры. На примере одного репрезентативного гликана этот протокол покажет, как построить управляющую последовательность IMS/IMS на приборе Cyclic IMS, как учитывать эту контрольную последовательность для преобразования времени прибытия IMS во время дрейфа (т.е. эффективное время разделения, применяемое к ионам), и как извлекать соответствующую информацию о мобильности из необработанных данных. Этот протокол предназначен для четкого объяснения критических моментов эксперимента IMS/IMS и, таким образом, помогает новым пользователям Cyclic IMS выполнять простые и воспроизводимые приобретения.

Введение

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

Полная химическая характеристика биомолекул является ключом к пониманию их основных биологических и функциональных свойств. С этой целью в последние годы развиваются «омические» науки, нацеленные на широкомасштабную характеристику химических структур в биологических концентрациях. В протеомике и метаболомике РС стал основным инструментом для разгадки структурной гетерогенности, обнаруженной в биологических средах, особенно благодаря его чувствительности и способности предоставлять структурную информацию через тандемный РС (РС / МС). В стратегиях MS / MS ион выбирается в соответствии с его массой, затем фрагментируется, и, наконец, массы его фрагментов приобретаются, ч....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

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

ПРИМЕЧАНИЕ: Обзор протокола приведен на рисунке 1. Параметры, используемые для экспериментов, описанных в настоящем протоколе, можно найти в Дополнительной таблице S1 и Дополнительной таблице S2.

1. Подготовка образца раствора

ПРИМЕЧАНИЕ: Протокол описан с использованием арабиноксилана пентасахарида (23-α-L-арабинофуранозил-ксилотетраоза или XA2XX; см. Таблицу материалов) в качестве примера.

  1. Приготовление растворителя: 500 мкМ LiCl в 50:50 H2O:MeOH (об./об.).
    1. Пригото....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

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

Арабиноксилан пентасахарид, XA2XX, был выбран в качестве примера для иллюстрации этого протокола. Это соединение коммерчески доступно, но только в виде смеси с другим арабиноксилановым пентасахаридом, XA3XX (чистый XA3XX также коммерчески доступен). Структуры XA2XX и XA3XX приведены на дополнительном рисунке S1. Поскольку соотношение XA2XX и XA3XX в товарной смеси составляет ~50:50, раствор при 20 мкг/мл смеси готовили для дости.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

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

Циклический IMS серии SELECT является мощным инструментом, который позволяет выбрать определенную популяцию ионов — заданной m/z и подвижности ионов — без необходимости хроматографического разделения. Прибор предоставляет возможность создания карты бидименсионной фрагментации этой ионной популяции, из которой могут быть извлечены как спектры MS/MS, так и IMS/IMS. Однако пользователь должен отметить несколько критических моментов, требующих внимания во время экспериментального процесса.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

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

У авторов нет конфликта интересов для раскрытия.

Благодарности

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

S.O. благодарен Французскому национальному исследовательскому агентству за финансирование его докторской диссертации (грант ANR-18-CE29-0006).

....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
33-α-L- плюс 23-α-L-арабинофуранозил-ксилотетраозу (XA3XX/XA2XX) смесьMegazyme Ltd., Уиклоу, ИрландияO-XAXXMIXXA2XX + XA3XX смесь
33-α-L-арабинофуранозил-ксилотетраозе (XA3XX)Megazyme Ltd., Уиклоу, ИрландияO-XA3XXPure XA3XX стандарт
Пробирки Eppendorf Safe-Lock, 1,5 мл, Eppendorf Quality, бесцветные, 1 000 пробирокEppendorf, Гамбург, Германия0030120086Используется для приготовления раствора и разбавления углеводов
FALCON 50 мл Полипропиленовая коническая трубка 30 x 115 ммCorning Science Mé xico S.A. de C.V., Reynosa, Tamaulipas, Mexico352070Используется для приготовления водного исходного раствора 100 мМ
LiCl хлорида лития (реагент ACS, ≥ 99 %)Sigma-Aldrich Inc., Saint Quentin Fallavier, Франция310468Используется для легирования пробы литием
Major Mix IMS/Tof Calibration KitWaters Corp., Уилмслоу, Великобритания186008113Калибровочный раствор для MS и IMS
MassLynx 4.2 SCN1016 Release 6 (Waters Embedded Analyser Platform for Cyclic IMS 2.9.1 Release 9)Waters Corp., Уилмслоу, Великобритания721022377Программное обеспечение производителя Cyclic IMS для управления приборами и обработки данных
Метанол для ВЭЖХ ПЛЮС Градиент маркиCarlo-Erba Reagents, Валь-де-Рёй, Франция412383Высокочистый растворитель
MS Leucine Enkephaline KitWaters Corp., Уилмслоу, Великобритания700002456Референтное соединение, используемое для настройки масс-спектрометра
SCHOTT DURAN 100 мл боросиликатного стеклафлакон VWR INTERNATIONAL, Раднор, Пенсильвания, US218012458Используется для приготовления раствора 500 &микро; M LiCl in 50:50 MeOH/Water
SELECT SERIES Cyclic IMSWaters Corp., Уилмслоу, Великобритания186009432Ионный подвижный масс-спектрометр, оснащенный цилиндрической ячейкой IMS
Веб-сайт: http://mzmine.github.io/MZmine DevelopmentTeam-Ссылкадля загрузки программного обеспечения MZmine
Веб-сайт: https://github.com/siollivier/IM-MNINRAE, UR BIA, BIBS Facility, Нант, Франция-Ссылка на собственный скрипт R, содержащий функцию калибровки CCS

Ссылки

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

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

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

Похожие статьи