Desorpsjon/ionisering på silisium
Desorpsjon/ionisering på silisium (DIOS) er en myk laser desorpsjonsmetode[1] brukt til å generere gassfase-ioner for massespektrometri analyse. DIOS regnes som den første overflatebaserte overflateassisterte laser desorpsjon/ionisering (SALDI-MS) tilnærmingen. Tidligere tilnærminger ble oppnådd ved bruk av nanopartikler i en matrise av glyserol,[2] mens DIOS er en matriksfri teknikk der en prøve avsettes på en nanostrukturert (porøs silisium) overflate og prøven desorberes direkte fra den nanostrukturerte overflaten gjennom adsorpsjonen av laserlysenergi. DIOS har blitt brukt til å analysere organiske molekyler, metabolitter, biomolekyler og peptider, og til slutt til vev og celler.[3]
| Desorpsjon/ionisering på silisium | |||
|---|---|---|---|
 Laserindusert desorpsjon/ionisering på porøst silisium (DIOS) massespektrometri | |||
| Informasjon | |||
| Akronym | DIOS | ||
| Klassifikasjon | Massespektrometri | ||
| Analytter | Organiske forbindelser Biomolekyler Polymerer | ||
| Andre teknikker | |||
| Relatert | MALDI Myk laserdesorpsjon | ||
Bakgrunn
redigerMyk laser desorpsjon er en myk ioniseringsteknikk som desorberer og ioniserer molekyler fra overflater med minimal fragmentering. Dette er nyttig for et bredt spekter av små og store molekyler og molekyler som enkelt fragmenteres. De første myklaser desorpsjonsteknikkene inkluderte matriksassistert laser desorpsjon/ionisering (MALDI) nanopartikler i glyserol.[2] I MALDI blandes analytten først med en matriksløsning. Matrisen absorberer energi fra laserpulsen og overfører den til analytten, forårsaker desorpsjon og ionisering av prøven. MALDI genererer [M+H]+ ioner.[4]
DIOS ble først rapportert av Gary Siuzdak, Jing Wei og Jillian M. Buriak i 1999.[1] Det ble utviklet som et matriksfritt alternativ til MALDI for mindre molekyler. Fordi MALDI bruker en matrise, introduseres bakgrunnsioner på grunn av ionisering av matrisen. Disse ionene reduserer bruken av MALDI for små molekyler. I kontrast bruker DIOS en porøs silisiumoverflate for å fange analytten. Denne overflaten er ikke ionisert av laseren, og skaper derfor minimal ionisering av bakgrunnen og muliggjør dermed analyse av små molekyler.[5][6]
Applikasjoner
redigerDIOS har vist seg å være et ultrafølsomt middel for å generere og oppdage molekyler på yoktomolnivå, både for DIOS[7] nanostrukturerte overflater modifisert med fluorkarboner, og en påfølgende relatert teknologi kjent som Nanostructure-Initiator Mass Spectrometry og/eller Nanostructure Imaging Massespektrometri (NIMS).[3]
DIOS har vist seg å oppdage peptider, naturlige produkter, små organiske molekyler og polymerer med liten fragmentering.[8]
DIOS kan brukes til proteomikk. Det har blitt rapportert som en nyttig metode for identifikasjon av proteiner. Fordi den er matrisefri, kan den brukes til å identifisere mindre biomolekyler enn MALDI. I tillegg kan den brukes til å overvåke reaksjoner på en enkelt overflate gjennom gjentatte MS-analyser. Reaksjonsovervåking kan brukes til å skjerme enzymhemmere.[9]
Atmosfærisk trykk DIOS ble vist å være et effektivt verktøy for kvantitativ analyse av legemidler med høy protonaffinitet.[10]
Bruken av DIOS til å avbilde små molekyler har blitt demonstrert. Lin He og kollegaer avbildet små molekyler på museleverceller. De brukte også markørmolekyler for å avbilde HEK 293 kreftceller.[11]
Referanser
rediger- ^ a b Wei, Jing; Buriak, Jillian M.; Siuzdak, Gary (Mai 1999). «Desorption–ionization mass spectrometry on porous silicon». Nature. 6733 (på engelsk). 399: 243–246. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/20400. Besøkt 23. mai 2021.
- ^ a b Tanaka, Koichi; Waki, Hiroaki; Ido, Yutaka; Akita, Satoshi; Yoshida, Yoshikazu; Yoshida, Tamio; Matsuo, T. (August 1988). «Protein and polymer analyses up tom/z 100 000 by laser ionization time-of-flight mass spectrometry». Rapid Communications in Mass Spectrometry. 8 (på engelsk). 2: 151–153. ISSN 0951-4198. doi:10.1002/rcm.1290020802. Besøkt 23. mai 2021.
- ^ a b Northen, Trent R.; Yanes, Oscar; Northen, Michael T.; Marrinucci, Dena; Uritboonthai, Winnie; Apon, Junefredo; Golledge, Stephen L.; Nordström, Anders; Siuzdak, Gary (Oktober 2007). «Clathrate nanostructures for mass spectrometry». Nature. 7165 (på engelsk). 449: 1033–1036. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/nature06195. Besøkt 23. mai 2021.
- ^ Karas, Michael; Krüger, Ralf (Februar 2003). «Ion Formation in MALDI: The Cluster Ionization Mechanism». Chemical Reviews. 2 (på engelsk). 103: 427–440. ISSN 0009-2665. doi:10.1021/cr010376a. Besøkt 23. mai 2021.
- ^ Lewis, Warren G.; Shen, Zhouxin; Finn, M.G.; Siuzdak, Gary (Mars 2003). «Desorption/ionization on silicon (DIOS) mass spectrometry: background and applications». International Journal of Mass Spectrometry. 1 (på engelsk). 226: 107–116. doi:10.1016/S1387-3806(02)00973-9. Besøkt 23. mai 2021.
- ^ Peterson, Dominic S. (Januar 2007). «Matrix-free methods for laser desorption/ionization mass spectrometry». Mass Spectrometry Reviews. 1 (på engelsk). 26: 19–34. doi:10.1002/mas.20104. Besøkt 23. mai 2021.
- ^ Trauger, Sunia A.; Go, Eden P.; Shen, Zhouxin; Apon, Junefredo V.; Compton, Bruce J.; Bouvier, Edouard S. P.; Finn, M. G.; Siuzdak, Gary (August 2004). «High Sensitivity and Analyte Capture with Desorption/Ionization Mass Spectrometry on Silylated Porous Silicon». Analytical Chemistry. 15 (på engelsk). 76: 4484–4489. ISSN 0003-2700. doi:10.1021/ac049657j. Besøkt 23. mai 2021.
- ^ Shen, Zhouxin; Thomas, John J.; Averbuj, Claudia; Broo, Klas M.; Engelhard, Mark; Crowell, John E.; Finn, M. G.; Siuzdak, Gary (Februar 2001). «Porous Silicon as a Versatile Platform for Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry». Analytical Chemistry. 3 (på engelsk). 73: 612–619. ISSN 0003-2700. doi:10.1021/ac000746f. Besøkt 23. mai 2021.
- ^ Thomas, J. J.; Shen, Z.; Crowell, J. E.; Finn, M. G.; Siuzdak, G. (24. april 2001). «Desorption/ionization on silicon (DIOS): A diverse mass spectrometry platform for protein characterization». Proceedings of the National Academy of Sciences. 9 (på engelsk). 98: 4932–4937. ISSN 0027-8424. PMC 33141
. PMID 11296246. doi:10.1073/pnas.081069298. Besøkt 23. mai 2021.
- ^ Huikko, K.; Östman, P.; Sauber, C.; Mandel, F.; Grigoras, K.; Franssila, S.; Kotiaho, T.; Kostiainen, R. (30. juni 2003). «Feasibility of atmospheric pressure desorption/ionization on silicon mass spectrometry in analysis of drugs». Rapid Communications in Mass Spectrometry. 12 (på engelsk). 17: 1339–1343. ISSN 0951-4198. doi:10.1002/rcm.1051. Besøkt 23. mai 2021.
- ^ Liu, Qiang; Guo, Zhong; He, Lin (Mai 2007). «Mass Spectrometry Imaging of Small Molecules Using Desorption/Ionization on Silicon». Analytical Chemistry. 10 (på engelsk). 79: 3535–3541. ISSN 0003-2700. doi:10.1021/ac0611465. Besøkt 23. mai 2021.
