Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Схема ионизации на входе

В массе - спектрометрии , матрица-ионизация (также на вход ионизации ) является низкой фрагментацией (мягкая) ионизация методикой , которая включает в себя перенос частиц анализируемого вещества и матрице образца от атмосферного давления (AP) к нагретой впускной трубе , соединяющий область AP с вакуум масс-анализатора . [1] [2] Первоначальная ионизация происходит при падении давления во впускной трубке.

Ионизация на входе аналогична ионизации электрораспылением в том, что используется система растворителей с обращенной фазой, и образующиеся ионы сильно заряжены, однако напряжение или лазер не всегда необходимы. [3] Это высокочувствительный процесс для малых и больших молекул, таких как пептиды , белки [3] и липиды [4], которые могут быть связаны с жидкостным хроматографом .

Впускные методы ионизации можно использовать с Orbitrap масс - анализатором, Orbitrap преобразованием Фурье масс - спектрометр , линейной ловушкой квадрупольного и MALDI-TOF .

Типы входной ионизации [ править ]

Матричная ионизация на входе [ править ]

Схема ионизации на входе с использованием матрицы (MAII)

При ионизации на входе с помощью матрицы (MAII) матрица, которая может быть растворителем, используется при температуре окружающей среды с представляющим интерес аналитом в виде смеси. Смесь матрица / аналит вводится в нагретую впускную трубку путем выпуска смеси на открывающийся конец трубки. Чтобы высокозарядные ионы аналита образовывались в результате ионизации, должна происходить десольватация молекул матрицы. Матрицы, которые можно использовать, включают: [4] 2,5-дигидроксибензойную кислоту , 2,5-дигидроксиацетофенон , 2-аминобензиловый спирт , антраниловую кислоту и 2-гидроксиацетофенон .

Ионизация на входе Laserspray [ править ]

Схема LSII

Лазерная ионизация на входе (LSII) является подмножеством MAII и использует метод матричной лазерной десорбции / ионизации ( MALDI ). Первоначально он назывался лазерной десорбцией / ионизацией при атмосферном давлении, но был переименован в LSII, чтобы избежать путаницы с MALDI, поскольку было обнаружено, что это тип ионизации на входе. [3] [5] Как и все методы ионизации на входе, образуются многозарядные ионы. Азотный лазер используется для абляции твердой матрицы / аналита в нагретую впускную трубку, наблюдаемые ионы генерируются на поверхности матрицы / аналита, и поэтому лазер не принимает непосредственного участия в ионизации, как первоначально предполагалось. [4]LSII может определять молекулярную массу белков и, как было обнаружено, обнаруживает массы белков до 20 000 Да . Чувствительность LSII для обнаружения белков на порядок выше, чем у ESI . [6]

Ионизация на входе с помощью растворителя [ править ]

Схема SAII

Ионизация с помощью растворителя на входе (SAII) аналогична ионизации на входе с помощью матрицы, однако матрица представляет собой растворитель, такой как вода, ацетонитрил и метанол . [3] Этот метод ионизации очень чувствителен к небольшим молекулам, пептидам и белкам. [3] Анализируемое вещество растворяется в растворителе и может быть введено в нагретую впускную трубку с помощью капиллярной колонки или непосредственно во впускную трубку с помощью шприца или пипетки. Капиллярная колонка состоит из частиц плавленого кварца, один конец которых погружен в растворитель пробы, а другой - в конце нагретой входной трубки. Растворитель протекает через капиллярную колонку без использования насоса из-за разницы давлений между давлением окружающей среды и вакуумом.[7]

Температура во входной трубке может изменяться от 50 ° C до 450 ° C, при этом используется более низкая температура, если результаты, полученные при более высокой температуре, имеют хорошее разрешение. [4] Ионизацию на входе с помощью растворителя можно сочетать не только с жидкостной хроматографией (ЖХ), но и с нано-ЖХ.

Преимущества ионизации на входе [ править ]

Ионизация при атмосферном давлении часто приводит к потере ионов во время переноса ионов из области окружающего давления в вакуум масс-анализатора. [8] Ионы теряются из-за рассеивания распыляемого аналита и «потери обода», из-за чего меньшее количество ионов достигает вакуума и происходит разделение m / z . Первоначальная ионизация происходит в области давления ниже атмосферного в нагретой впускной трубке, которая непосредственно связана с вакуумом масс-анализатора, и поэтому потеря ионов снижается, поскольку перенос ионов не происходит.

В LSII использование лазера повышает качество изображения результатов за счет лучшего пространственного разрешения . [4] Здесь создается больше пикселей и получается более четкое изображение.

Многозарядные ионы производятся еще больше, расширяя диапазон масс.

Для получения структурной информации можно использовать несколько методов фрагментации молекул, вызывающих фрагментацию : диссоциация с переносом электрона (ETD), диссоциация, вызванная столкновениями (CID) и диссоциация с захватом электронов (ECD). [ необходима цитата ]

При использовании лазера нужны только небольшие объемы. [9]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Тримпин, Сара (2015). « » Magic «Ионизация Масс - спектрометрия» . Журнал Американского общества масс-спектрометрии . 27 (1): 4–21. DOI : 10.1007 / s13361-015-1253-4 . ISSN  1044-0305 . PMC  4686549 . PMID  26486514 .
  2. ^ Павлин, Патриция М .; Чжан, Вэнь-Цзин; Тримпин, Сара (2017). «Достижения в области ионизации для масс-спектрометрии». Аналитическая химия . 89 (1): 372–388. DOI : 10.1021 / acs.analchem.6b04348 . ISSN 0003-2700 . 
  3. ^ a b c d e Pagnotti, Vincent S .; Inutan, Ellen D .; Маршалл, Даррелл Д.; McEwen, Charles N .; Тримпин, Сара (2011). «Ионизация на входе: новый высокочувствительный подход к жидкостной хроматографии / масс-спектрометрии малых и больших молекул». Аналитическая химия . 83 (20): 7591–7594. DOI : 10.1021 / ac201982r . ISSN 0003-2700 . PMID 21899326 .  
  4. ^ а б в г д Ли, Цзин; Inutan, Ellen D .; Ван, Бэйси; Lietz, Christopher B .; Green, Daniel R .; Мэнли, Кори Д .; Richards, Alicia L .; Маршалл, Даррелл Д.; Лингенфельтер, Стивен; Рен, Юэ; Тримпин, Сара (2012). «Ионизация с помощью матрицы: новые ароматические и неароматические матричные соединения, производящие многозарядные ионы липидов, пептидов и белков в положительном и отрицательном режиме, наблюдаемые непосредственно с поверхности» . Журнал Американского общества масс-спектрометрии . 23 (10): 1625–1643. DOI : 10.1007 / s13361-012-0413-Z . ISSN 1044-0305 . 
  5. ^ Trimpin, S .; Inutan, ED; Герат, Теннесси; МакИвен, CN (2009). «Ионизация с помощью лазерного распыления, новый метод MALDI при атмосферном давлении для производства высоко заряженных газофазных ионов пептидов и белков непосредственно из твердых растворов» . Молекулярная и клеточная протеомика . 9 (2): 362–367. DOI : 10.1074 / mcp.M900527-MCP200 . ISSN 1535-9476 . PMC 2830846 . PMID 19955086 .   
  6. ^ Inutan, ED; Ричардс, AL; Вейджер-Миллер, Дж; Mackie, K; McEwen, CN; Тримпин, S (2011). «Ионизация с помощью лазерного распыления, новый метод анализа белков непосредственно из ткани при атмосферном давлении со сверхвысоким разрешением по массе и диссоциацией с переносом электронов» . Молекулярная и клеточная протеомика . 10 (2): M110.000760. DOI : 10.1074 / mcp.M110.000760 . PMC 3033668 . PMID 20855542 .  
  7. ^ Ван, Бэйси; Тримпин, Сара (2014). «Высокопроизводительный вход ионизации с помощью растворителя для использования в масс-спектрометрии». Аналитическая химия . 86 (2): 1000–1006. DOI : 10.1021 / ac400867b . ISSN 0003-2700 . 
  8. ↑ Sheehan EW, Willoughby RC. 13 июня 2006 г. Патент США 7 060 976.
  9. ^ Inutan, ED; Ричардс, AL; Wager-Miller, J .; Mackie, K .; McEwen, CN; Тримпин, С. (2010). «Ионизация с помощью лазерного распыления, новый метод анализа белков непосредственно из ткани при атмосферном давлении со сверхвысоким разрешением по массе и диссоциацией с переносом электронов» . Молекулярная и клеточная протеомика . 10 (2): M110.000760 – M110.000760. DOI : 10.1074 / mcp.M110.000760 . ISSN 1535-9476 . PMC 3033668 . PMID 20855542 .