매트릭스 보조 이온화

Matrix-assisted ionization
흡입구 이온화 방식

질량분석에서 매트릭스 보조 이온화(matrix-assisted ionization, 또한 유입 이온화)는 낮은 조각화(soft) 이온화 기법으로, 대기압(AP)에서 AP 부위와 질량분석기의 진공으로 연결되는 열선내장 입구 튜브로 분석물질과 매트릭스 샘플의 입자를 전달한다.[1][2]

초기 이온화는 흡입관 내에서 압력이 떨어지면서 발생한다.

흡입구 이온화는 역상 용매 시스템을 사용하고 생산된 이온이 고충전된다는 점에서 전기식 이온화와 유사하지만, 전압이나 레이저가 항상 필요한 것은 아니다.[3]액체 크로마토그래프에 결합할 수 있는 펩타이드, 단백질[3], 지질[4] 등 크고 작은 분자에 대한 민감도가 높은 공정이다.

흡입구 이온화 기법은 Orbitrap 질량 분석기, Orbitrap fourier 변환 질량 분광기, 선형 트랩 쿼드폴 및 MALDI-TOF와 함께 사용할 수 있다.

흡입구 이온화 유형

매트릭스 보조 입구 이온화

매트릭스 보조 흡입구 이온화(MAII) 개략도

매트릭스 보조 입구 이온화(MAII)에서 용제가 될 수 있는 매트릭스는 주위 온도에서 혼합물로 관심 분석 물질을 사용하여 사용한다.매트릭스/분석제 혼합물은 튜브의 개구부 끝에 있는 혼합물을 두드려 가열된 입구 튜브에 삽입된다.분석물질의 고충전 이온이 이온화에서 생성되려면 매트릭스 분자의 황폐화가 발생해야 한다.사용할 수 있는 매트릭스는 2,5-디하이드록시벤조산, 2,5-디하이드록시아세토페논, 2-아미노벤질알코올, 안트라닐산, 2-하이드록시아세토페논 등이다.[4]

레이저프레이 입구 이온화

LSII의 개략도

레이저프레이 흡입구 이온화(LSII)는 MAII의 하위 집합체로서 매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화(MALDI) 방법을 사용한다.원래는 대기압 매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화라고 불렸지만, MALDI와의 혼동을 피하기 위해 LSII로 이름을 바꾸었고, 흡입구 이온화의 한 유형인 것으로 밝혀졌다.[3][5]모든 흡입구 이온화 기법으로서 충전된 이온이 고증배 생성된다.질소 레이저를 사용하여 고체 매트릭스/아날리트를 가열된 입구 튜브로 감압하고, 관측된 이온은 매트릭스/아날리트의 표면에서 생성되므로 레이저가 원래 생각했던 것처럼 이온화에 직접 관여하지 않는다.[4]LSII는 단백질 분자량을 결정할 수 있으며 최대 2만 Da의 단백질 덩어리를 검출하는 것으로 밝혀졌다.단백질 검출에 대한 LSII의 민감도는 ESI에 비해 크기순으로 높다.[6]

용제 보조 입구 이온화

SAII의 개략도

용제 보조 입구 이온화(SAII)는 매트릭스 보조 입구 이온화와 유사하지만 매트릭스는 물, 아세토니트릴, 메탄올과 같은 용제다.[3]이 이온화 기술은 작은 분자, 펩타이드, 단백질에 매우 민감하다.[3]분석 물질은 용매에 용해되며 모세관 기둥에 의해 가열된 입구 튜브에 유입되거나 주사기로 입구 튜브에 직접 주입되거나 피펫팅을 통해 주입될 수 있다.모세관 기둥은 한 쪽 끝이 샘플 용매에 잠기고 다른 쪽 끝은 가열된 입구 튜브 끝에 잠기는 융합 실리카 입자로 만들어진다.용제는 주변 압력과 진공 사이의 압력 차이로 인해 펌프를 사용하지 않고 모세관 기둥을 통해 흐른다.[7]

흡입구 튜브의 온도는 50 °C에서 450 °C까지 다양할 수 있으며, 높은 온도에서 얻은 결과가 양호한 분해능일 경우 낮은 온도를 사용한다.[4]용제 보조 흡입구 이온화는 액체 크로마토그래피(LC)뿐 아니라 나노 LC에도 결합할 수 있다.

흡입구 이온화의 장점

대기압에서 이온화가 일어나면 대기압 영역에서 질량분석기의 진공으로 이온을 전달하는 과정에서 이온 손실로 이어지는 경우가 많다.[8]이온은 분석 물질 스프레이의 분산과 '림 손실'로 인해 소실되어 이온이 더 적은 수의 이온이 진공에 도달하여 m/z 분리가 발생한다.초기 이온화는 질량 분석기의 진공에 직접 부착된 가열식 입구 튜브의 대기권 이하 압력 영역에서 발생하므로 이온의 전달이 일어나지 않아 이온 손실이 감소한다.

LSII에서 레이저를 사용하면 더 나은 공간 분해능을 생성하여 결과의 영상 화질을 높일 수 있다.[4]여기서 더 많은 픽셀이 생성되어 더 선명한 이미지를 얻는다.

충전된 이온을 곱하면 질량 범위가 더욱 확장된다.

구조 정보를 위해 단편화를 생성하는 분자: 전자전달분해(ETD), 충돌유발분해(CID), 전자포획분해(ECD)를 조각하는 데 여러 가지 방법을 사용할 수 있다.[citation needed]

레이저를 사용할 때는 소량만 있으면 된다.[9]

참조

  1. ^ Trimpin, Sarah (2015). ""Magic" Ionization Mass Spectrometry". Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 27 (1): 4–21. doi:10.1007/s13361-015-1253-4. ISSN 1044-0305. PMC 4686549. PMID 26486514.
  2. ^ Peacock, Patricia M.; Zhang, Wen-Jing; Trimpin, Sarah (2017). "Advances in Ionization for Mass Spectrometry". Analytical Chemistry. 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.; Marshall, Darrell D.; McEwen, Charles N.; Trimpin, Sarah (2011). "Inlet Ionization: A New Highly Sensitive Approach for Liquid Chromatography/Mass Spectrometry of Small and Large Molecules". Analytical Chemistry. 83 (20): 7591–7594. doi:10.1021/ac201982r. ISSN 0003-2700. PMID 21899326.
  4. ^ a b c d e Li, Jing; Inutan, Ellen D.; Wang, Beixi; Lietz, Christopher B.; Green, Daniel R.; Manly, Cory D.; Richards, Alicia L.; Marshall, Darrell D.; Lingenfelter, Steven; Ren, Yue; Trimpin, Sarah (2012). "Matrix Assisted Ionization: New Aromatic and Nonaromatic Matrix Compounds Producing Multiply Charged Lipid, Peptide, and Protein Ions in the Positive and Negative Mode Observed Directly from Surfaces". Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 23 (10): 1625–1643. doi:10.1007/s13361-012-0413-z. ISSN 1044-0305.
  5. ^ Trimpin, S.; Inutan, E. D.; Herath, T. N.; McEwen, C. N. (2009). "Laserspray Ionization, a New Atmospheric Pressure MALDI Method for Producing Highly Charged Gas-phase Ions of Peptides and Proteins Directly from Solid Solutions". Molecular & Cellular Proteomics. 9 (2): 362–367. doi:10.1074/mcp.M900527-MCP200. ISSN 1535-9476. PMC 2830846. PMID 19955086.
  6. ^ Inutan, E. D.; Richards, A. L.; Wager-Miller, J.; Mackie, K.; McEwen, C. N.; Trimpin, S. (2011). "Laserspray Ionization, a New Method for Protein Analysis Directly from Tissue at Atmospheric Pressure with Ultrahigh Mass Resolution and Electron Transfer Dissociation". Molecular & Cellular Proteomics. 10 (2): M110.000760. doi:10.1074/mcp.M110.000760. PMC 3033668. PMID 20855542.
  7. ^ Wang, Beixi; Trimpin, Sarah (2014). "High-Throughput Solvent Assisted IonizationInletfor Use in Mass Spectrometry". Analytical Chemistry. 86 (2): 1000–1006. doi:10.1021/ac400867b. ISSN 0003-2700.
  8. ^ 쉬한 EW, 윌로비 RC.2006년 6월 13일. 미국 특허 7,060,976.
  9. ^ Inutan, E. D.; Richards, A. L.; Wager-Miller, J.; Mackie, K.; McEwen, C. N.; Trimpin, S. (2010). "Laserspray Ionization, a New Method for Protein Analysis Directly from Tissue at Atmospheric Pressure with Ultrahigh Mass Resolution and Electron Transfer Dissociation". Molecular & Cellular Proteomics. 10 (2): M110.000760–M110.000760. doi:10.1074/mcp.M110.000760. ISSN 1535-9476. PMC 3033668. PMID 20855542.