2019-02-20 09:05:12, Waters 沃特世科技(上海)有限公司
质谱成像可用于研究化合物在生物样本中的分布情况。由于解析电喷雾电离(DESI)相比较传统的基质辅助电离(MALDI)在样品前处理操作方面更简单,因而被越来越广泛地应用于质谱成像研究领域。
当DESI质谱成像技术遇到离子淌度质谱(HDMS),实验操作可同时具备高灵敏度和高分辨率的优势,利用碰撞横截面积(CCS)测量增加化合物的鉴定可信度。同时,检测峰容量也可得到有效提高。
以下实验向大家展示了从DESI HDMS成像实验中获取化合物CCS值的流程。从中可以看出沃特世离子淌度质谱在CCS值测量过程中的优秀表现—— 标准品所测CCS值及大鼠脑组织内源性化合物所测CCS值与文献经验值之间的误差小于2%。
样品准备
沃特世校正液
亮氨酸-脑啡肽 lock mass (P/N 186006013);Major Mix离子淌度/Tof CCS校正液(P/N 186008113)。
CCS标准品
咖啡因,磺胺胍,Val-Tyr-Val,戊脉安,丁本哌丁醇,利血平(Sigma Aldrich), 原溶液溶于甲醇或甲醇/水 80/20 (v/v),浓度为1 mg/mL;用甲醇稀释到5-50 ng/μL;将1 μL标准品稀释液滴于Prosolia 25孔样品板待测。
用于质谱成像的组织样本
15 μm厚度的大鼠脑冰冻切面,置于载玻片。
方法
离子淌度质谱成像系统:质谱采用SYNAPT G2-Si Ion Mobility QTof,离子源采用沃特世DESI。喷雾溶剂MeOH/H2O 95/5 (v/v)+0.1% FA,流速3 μL/min,雾化器N2压力4.5 bar,喷雾电压2.5 kV,质谱采集使用正离子模式,扫描范围m/z 50-1200, 空间分辨率100 μm。质谱成像数据采集使用MassLynx 4.2系统,数据处理使用高清成像软件(HDI),CCS值由Excel计算得出。
下面,我们先了解一下DESI HDMS基本结构与原理(请在以下方框中往下滑动查看)。
实验流程
测量化合物的离子淌度漂移时间
图6. 由DESI HDMS成像数据得到精确质量数与离子淌度漂移时间的工作流程
2
计算CCS值
通过所测得的离子淌度漂移时间和精确质量数计算CCS值
图7. 由Excel计算CCS值流程
实验结果
DESI HDMS成像实验中的标准品CCS值的计算
图8展示了CCS标准品的DESI HDMS成像结果,根据上述流程得出对应CCS值,与理论值的误差范围在2%以内。
图8.DESI HDMS成像所得标准品CCS测量值
2
离子淌度技术对同分异构体的分离
对于m/z相差小于4 ppm的异构体,质谱分辨率需达到870,000才能得到较好的分离。由于这些异构体离子对具有不同CCS值,即形状结构具有差异,因此通过离子淌度质谱即可对这些异构体进行有效分离。
图9.离子淌度质谱对具有不同CCS值的异构体的分离
3
对于大鼠脑组织的DESI HDMS成像实验中
内源性化合物CCS值的计算
通过DESI HDMS可在大鼠脑组织中检测到大量内源性脂质以及小分子代谢物。下图给出了一系列具有代表性的化合物成像图。这些内源性化合物计算所得的CCS测量值与文献值(Metlin和LipidMAPS)误差范围在2%以内。
4
未知峰的识别与鉴定
质谱成像中的未知峰鉴定:从HDI导出精准质量数与在线数据库进行匹配,质荷比差异控制在±10 mDa范围内,可以对未知峰进行有效鉴定。
结论
● 根据简化的工作流程可从DESI HDMS成像数据中计算化合物CCS值。
● 离子的CCS值可根据其离子淌度漂移时间、精准质量数以及CCS校正参数在Excel内计算得出。
● 实验结果显示标准品以及大鼠大脑内源性化合物的CCS测量值与文献值误差在2%以内。
● 通过该方法可得到大量脂质以及内源性化合物的CCS值,其中包括没有参考CCS值的化合物,用此方法可以丰富内源性化合物CCS数据库。
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