串联质谱

Biochemistry

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Summary

串联质谱感兴趣的生物分子分离生物样本,然后分裂成多个亚基,帮助澄清其组成和序列。这被通过质谱仪在系列。第一次的光谱仪电离荷比特定质量取样和过滤离子。过滤的离子是支离破碎,然后传递给第二个的质谱仪分析碎片了。

此视频介绍了串联质谱,包括质比选择和分离方法的原理。此外显示分析生化化合物的一般程序使用串联质谱与碰撞诱导解离。应用程序部分包括选择反应监测,测定蛋白质翻译后修饰和他克莫司血浓度的检测。

串联质谱联结在一起的多级质谱对第一次分离的生物分子,,然后确定其化学组成方面。生物分子有大型、 复杂的结构,因此很难确定其分子组成。串联质谱选择分子后分裂成多个亚基,可以帮助澄清识别及其序列的兴趣。本视频将显示在生化的串联质谱的概念、 一般的程序,和一些它的用途。

串联质谱开始作为一种典型的质谱文书: 与离子源,转换成离子和质量分析器的样品,其中分离基于其质量电荷比离子。常见的质量分析器,四极,只允许离子与特定的比例通过,而其他人撞杆装置。允许通过,这个物种被称为前体离子,是感兴趣的生物大分子。离子进入碰撞单元格,通常是另一极,在哪里能量用于片段离子在可预测的模式。

这些片段移动到另一个大规模分析仪等的飞行时间,分离这些"产品离子"。产品离子然后发送到所述检测器,在正常的质谱联用仪器。在一种未知的蛋白质,得到的光谱包含许多重叠的碎片,难以产生明确的完整序列的生物大分子。然而,光谱线的模式是独特的对于给定的蛋白质。分析软件比较数据库中已知的肽序列,阐明从重叠的碎片的未知的蛋白质谱。

根据样品和所需的程度,碎片的多个方法是碎片的可能的。碎片的形式取决于传输能量的方式、 金额,以及它如何分配的前体离子通过。可以通过中性粒子、 辐射或电子传输能量。主要使用中性原子,这个过程被称为碰撞诱导解离或 CID,劈开在肽键之间氨基酸,其识别的理想选择。

现在,已经涵盖了这项技术的基本知识,让我们看看 CID 串联质谱被用来研究细菌细胞信封的一个组成部分。

随着所有的质谱实验,第一步是电离的样品。生物分子,这通常是与基质辅助激光解吸或电喷雾电离。前体离子信号通过调整离子光学进行了优化设计。一旦完成,目标是孤立和分裂方法的选择,如 CID。

强度的外加电压,加速前体离子碰撞的单元格中,影响破碎化程度。这一电压增加直到前体大约是 10%丰度相比,最高的产品离子。多光谱的获取和平均直到达到足够的信号噪声比。扫描所需的次数取决于信号强度的原始的前体离子和可以从 3 到 300。

在此示例中,脂质 A 从大肠埃希氏大肠杆菌 K-12,分析物后 CID 了 19 大片段。脂质 A 的一般结构是众所周知的允许软件重建从样品的具体构成。

现在,我们看过的程序,让我们看看一些生物化学用串联质谱的方法。

串联质谱中常见的扫描方式是选择的反应监测,或固体火箭发动机。在 SRM,这两个大规模分析仪被固定到所选的质量电荷比,侧重于具体的前体和产品离子。由于开关磁阻电机的高程度的敏感性,肽标准的已知浓度的光谱可以利用和相比,未知样品,允许利益量化的蛋白质。

蛋白质通常修饰后翻译,通常由官能团如甲基基团、 磷酸基团或糖,糖被称为加法。这些是重要的细胞信号传导过程,阐明细胞彼此的沟通。因为串联质谱碎片蛋白质成更小的组件,就可以确定到特定的片段或甚至氨基酸 PTM 的位置。一些修改,如乙酰化和 trimethylation,很难区分由大众独自一人,所以之前质谱进行色谱分离。

病人的血液中的很多分析物浓度低于典型的质谱检测的限制在被发现。开关磁阻电机的另一个优势是,它会放弃所有,但一个产品离子,提高灵敏度和检测下限提高达 100 倍。在此示例中,免疫抑制剂药物,他克莫司,可以检测到各级的 1ml 吴。

你刚看了串联质谱的朱庇特的视频。这个视频讨论了该仪器的原理、 走过去一般的程序,和解释了一些技术目前被利用的途径。谢谢观赏 !

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JoVE Science Education Database. 生物化学精要. 串联质谱. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

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