IONIZACE LASEREM ZA PŘÍTOMNOSTI MATRICE ZA ATMOSFÉRICKÉHO TLAKU (AP-MALDI) - NOVÝ SMĚR V ANALÝZE PEPTIDŮ A PROTEINŮ

Význam tématu

Ionizace laserem za atmosférického tlaku (AP-MALDI) představuje moderní přístup v hmotnostní spektrometrii určený pro analýzu proteinů a peptidů. Díky práci při atmosférickém tlaku se otevírá možnost kombinace s různými typy analyzátorů, což zvyšuje citlivost, flexibilitu a rychlost získání MS i MS/MS dat ve srovnání s klasickou vakuovou MALDI-TOF metodou.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřuje na:

• popis principu AP-MALDI a konstrukčních řešení
• vyhodnocení kombinace AP-MALDI s iontovou pastí (IT-MS) a orthogonálně akcelerovaným TOF (oaTOF)
• integraci AP-MALDI do 2D nano-HPLC schémat pro komplexní proteomické analýzy

Použitá metodika a instrumentace

Hlavní prvky instrumentace:

• zdroj AP-MALDI s dusíkovým laserem 337 nm, energie 20–24 µJ
• protiproud sušícího plynu pro rozrušení iontových shluků
• hmotnostní analyzátory: IT-MS, TOF-MS s orthogonální akcelerací (oaTOF)
• nové systémy pro online/offline frakcionaci 2D nano-HPLC, mikrosběrač frakcí s přímou depozicí na MALDI destičky

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky ukázaly:

• AP-MALDI-IT-MS dosahuje citlivosti subfemtomolových hladin a rychlého získání MS/MS spekter
• AP-MALDI-oaTOF umožňuje rutinní měření s rozlišením >10 000 a přesností hmotnosti <5 ppm
• kombinace s 2D nano-HPLC zvyšuje identifikační pokrytí komplexních směsí peptidů
• optimalizace parametrů frakcionace (kontinuální, diskontinuální, semi-kontinuální gradient) významně ovlivňuje rozlišení a citlivost analýzy

Přínosy a praktické využití metody

AP-MALDI nabízí:

• vysokou flexibilitu díky rychlé výměně zdrojů mezi ESI a MALDI
• možnost analýzy intaktních proteinů i peptidových směsí na jedné platformě
• zkrácení času přípravy a zvýšení propustnosti v proteomických laboratořích
• zlepšení spolehlivosti identifikace pomocí MS/MS dat a přesné kalibrace hmotnostní osy

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj směřuje k:

• miniaturizaci a integraci AP-MALDI zdrojů přímo v kapilárních systémech
• automatizaci komplet­ních workflow pro vysokopropustnou proteomiku
• další optimalizaci frakcionačních metod pro hlubokou analýzu složitých vzorků
• kombinaci s ion mobility spektrometrií pro lepší rozlišení isobarických forem

Závěr

AP-MALDI se ukazuje jako perspektivní nástroj v proteomické laboratoři. Umožňuje dosáhnout vysoké citlivosti a flexibility, spojuje výhody různých hmotnostních analyzátorů a při vhodné integraci s 2D nano-HPLC poskytuje komplexní řešení pro analýzu složitých proteinových směsí.

Reference

1. Tanaka K., Ido Y., Akita S., Yoshida Y., Yoshida T.: Rapid Commun. Mass Spectrom. 2, 151 (1998)
2. Karas M., Hillenkamp F.: Anal. Chem. 60, 229 (1988)
3. Laiko V. V., Burlingame A. L.: U.S. Patent 5965884 (1999)
4. Laiko V. V., Moyer S. C., Cotter R. J.: Anal. Chem. 72, 5239 (2000)
5. Moyer S. C., Cotter R. J.: Anal. Chem. 74, 469A (2002)
6. Doroshenko V. M., Laiko V. V., Taranenko N. I., Berkout V. D., Lee H. S.: Int. J. Mass Spectrom. 221, 39 (2002)
7. Perkins P., Bai J., Lopez-Avila V., Miller C.: Application Note 5988-8625EN, Agilent Technologies, 2003
8. Yi D., Bai J., Perkins P.: Application Note 5989-1235EN, Agilent Technologies, 2003
9. Meza J. E., Perkins P. D.: Application Note 5988-7930EN, Agilent Technologies, 2003
10. Nägele E., Vollmer M., Hörth P.: Application Note 5988-9862EN, Agilent Technologies, 2003
11. Nägele E.: Application Note 5989-0210EN, Agilent Technologies, 2003
12. Moritz R., Vollmer M., Nägele E.: Application Note 5988-9913EN, Agilent Technologies, 2003
13. Nägele E., Vollmer M.: Application Note 5989-1479EN, Agilent Technologies, 2004