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AP/MALDI 质谱成像 Q&A 第1期

 
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AP/MALDI 不涉及真空操作,性能及成像媲美真空 MALDI,为最具性价比的质谱成像系统。
 
1. 何为“质谱成像”或“成像质谱”?
成像质谱(IMS)为非常灵敏的分子成像技术,提供分子及其空间分辨信息。分析对象可以是组织切片、物质表面、单细胞等,能同时在一?#38382;?#39564;中可视化数千个不同分子的分布信息。为多分子同时成像技术。适于内源性化合物如脂质、肽和蛋白质,及外源性化合物如聚合物、药物的分布研究,提供从细胞到有机体的详细的生物过程分?#26377;?#24687;。
 
2. 质谱成像和其他医学成像技术有何不同?
质谱成像 (MSI) 主要是?#32654;?#30740;究病理学离体组织,与磁共振成像 (MRI) 或正电子发射断层摄影 (PET) 扫描技术实现体内诊断、及免疫组化 (IHC) 等,不同;MSI 常作为体内成像的优势补充技术,对生物分子的分布代谢加以确认,无需标记实现分子可视化。MSI 有时作为唯一成像工具研?#31185;?#20182;技术无法实现的成像、分?#26377;?#39280;、及信息集合。
 
3. 何为 MALDI ?
MALDI(基质辅助激光解吸电离,Matrix Assisted Laser Desorption Ionization),所产生的质谱图多为单电荷离子,因而质谱图中的离子与多肽和蛋白质的质量有一 一对应关系。MALDI 产生的离子常用飞行时间质量分离器 (TOF)来检测质量数,因此合称 MALDI-TOF。 
 
MALDI 的优点在于,通过基质辅助,使一些难于电离的样品电离且无明显的碎裂,得到完整的?#29615;?#26512;物分子的电离产物,特别是生物大分子。准分子离子峰很强,几乎没有碎片离子,可以直接分析蛋白质酶解后多肽混合物,对样品?#24615;?#36136;的耐受量较大,适用于多肽、蛋白质、糖蛋白、DNA 片段、多糖及其他生物技术产品的分析。
 
传统的真空紫外激光 MALDI 源处于真空环境中,分析物的离子化发生在高真空条件下。
 
4. 何为 AP/MALDI ?
AP/MALDI (大气压基质辅助激光解吸电离源)采用高效的固态 Nd:YAG 高频(达1万赫兹)激光器,离子化发生在大气压环?#24120;?#31163;子流更加连续稳定,调谐优化简便。可质谱成像,成像分辨率达 5 μm 以下。
 
AP/MALDI 作为一种外接离子源,可方便地与各类型的质谱仪联用,保留质谱原有的高分辨率、高灵敏度等功能。适于多肽、蛋白质、核酸、唾?#26680;?#31070;经节苷酯、低聚木糖、表面活性剂、聚合物等大分子以及脂质、氨基酸、寡肽、?#34892;?#23521;糖、植物皂苷等小分子化合物的原位、直接分析。
 
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AP/MALDI 原理图
 
5. AP/MALDI 与 真空 MALDI 的区别?

相似之处:
1)工作原理类似,都是以低熔点的小分子有机物做基质,吸收激光能量,在其脱附成气态进入气相的过程中发生电离,生成基质离子,?#34892;源?#27979;物与基质离子发生气相中的质子交换或电子迁移并离子化,进入质谱而被检测。
 
2)真空 MALDI 对样品和基质的处理方法也同样适用于 AP/MALDI。
 
3)目前的分辨率,最高型号都已达10 μm 以下空间分辨,新一代 AP/MALDI 更达到 5 μm 微米以下。
 
不同之处:
1)AP/MALDI 的靶板处于常压,不涉及真空操作,与 ESI 电喷雾源轻松?#35874;唬?br />  
2)AP/MALDI 为外置式电离源,与质谱本身无关联,可保留质谱如 Orbi、FTMS、QQQ 等原有的高分辨率、高灵敏度等性能;
 
3)AP/MALDI 的离子化发生在常压下,电离更柔和,产生碎片更少,且能够提供稳定离子流,为准连续电离源,更适合于易碎分子离子的研究;
 
4)AP/MALDI 可使用挥发性的基质和样品,而且某些热不稳定化合物在真空条件下由于激光灼热引发的分解,将能在常压状态下由于空气的对流冷却而加以避免,此特点尤其适合对不稳定生物分子的 MALDI 质谱分析;
 
5)AP/MALDI 具有出色的兼容性,能与主流厂?#19994;?#21508;类型质谱仪(四级杆、TOF、离子阱、轨道阱、FTMS 等)联接,并能与其他离子源(ESI、APCI、纳喷源、DART、LESA、原位源、等)快速互换。而真空 MALDI 只能接 TOF 或 TOF/TOF,难以媲美高分辨质谱如 QE 或 FTMS 质谱的超高分辨率和灵敏度。
 
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6. AP/MALDI 还有哪些优势?
AP/MALDI 除?#21496;?#26377;与传统真空 MALDI 源一样的制样简单、高通量、复杂混合物的谱?#25216;?#21333;易辨认等特点外,还有以下优势:
 
1) 样品处理均在常压下完成,避免真空制样的不便;
2) 是更柔和的离子源,只需?#31995;?#33021;量产生离子,减少亚稳离子碎片的出现;
3) 可作为相对独立的离子源灵活地与各?#20013;问?#36136;谱分析器偶联;
4) 保持原有仪器的高分辨率和高质量?#32423;齲?/div>
5) 常压电离形成均匀的离子云,电离更加连续稳定。
除此之外,AP/MALDI 得到的主要是分子离子和准分子离子,碎片和多电荷离子较少,适合于分析脂质、多肽、蛋白质、核酸等生物类样品。
 
7. AP/MALDI 的成像分辨率与灵敏度如何?
AP/MALDI 空间分辨率可达 5 μm 以下,媲美顶级真空 MALDI 成像;灵敏度高,可获得 attomole 级(fmol/uL以下)的肽段定量水平。
 
8. AP/MALDI 的适用?#27573;В?/strong>
AP/MALDI 适应性强,可使用液态基质、挥发性的基质或与真空不兼容的基质,对于挥发性的样品?#37096;?#20998;析。包括多肽、蛋白质、核酸、唾?#26680;?#31070;经节苷酯、低聚木糖、表面活性剂、聚合物等大分子以及氨基酸、寡肽、?#34892;?#23521;糖、植物皂苷等小分子化合物的原位、直接分析。
 
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ImageQuest 软件呈现大鼠脑组织切片的脂质成像
 
9. AP/MALDI 检测分子量能达到多少?
视后端质量分析器不同而不同。通常 TOF 类的分子量?#27573;?#23485;,类似 MALDI-TOF,通常达十几万 Da。若后端是 Orbi 或 IonTrap 或 QQQ 类质谱仪(单电荷质量?#27573;?#26377;限),后端质量分析器扫描?#27573;?#21363;是 AP/MALDI 检测分子量?#27573;А?/div>
 
10. 是否需要特殊的样品制备?
真空 MALDI 对样品和基质的处理方法也同样适用于 AP/MALDI。比如,通过喷涂仪均匀喷涂基质。基质喷涂的均匀性对后续的成像空间分辨率具有重要的影响。AP/MALDI 的好处是可选的基质?#27573;?#26126;显变宽,甚至允许挥发性基质的使用。
 
11. AP/MALDI 质谱可以进行定量分析吗?
和 MALDI-TOF 类似,AP/MALDI 除了能成像分析、定性分析外,还可以定量。鉴于 AP/MALDI 后端质谱仪的选择更宽,既能使用 TOF 类质谱,又能连接 QQQ 串接类质谱仪,因而,AP/MALDI-QQQ 对于定量的实现将不是问题。
 
12. 之后的数据统?#21697;?#26512;如何进行?
利用质谱仪的数据采集功能和数据分析功能,实现单一定性、定量分析,或组学分析、成像分析、3D 成像分析,等功能。
 
13. AP/MALDI 是原位电离源吗?
是的。AP/MALDI 离子化发生在常压,无需卸真空?#32479;?#30495;空等待,轻松实现与其他液质常用电离源(如 ESI、APCI 等)和原位源(如 DART、LESA、DESI 等)的?#35874;弧?#21516;时电离较真空 MALDI 软,尤适不稳定生物分子分析。
 
14. AP/MALDI 的型号有哪些?
AP/MALDI (ng) UHR:空间分辨率达 ~5 μm 微米以下;
AP/MALDI (ng) HR:空间分辨率达 ~30 μm 微米以下;
SubAP/MALDI (ng):空间分辨率 ~10-50 μm 微米,通过离子淌?#26579;?#28966;实现超高灵敏度(10倍以上)定性定量和成像分析。
 
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