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JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 3.0은 이 고해상도 시스템의 질량 범위를 확장하기 위해 업데이트된 혁신적인 SpiralTOF 이온 광학을 사용하는 MALDI-TOFMS*입니다. JMS-S3000은 MALDI-TOFMS 성능의 새로운 표준을 정의하고 기능성 합성 고분자, 재료 과학, 생체분자와 같은 광범위한 연구 분야에 대한 최첨단 분석 솔루션을 제공합니다.
*매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화 비행 시간 질량 분석기
MALDI-TOFMS 성능의 새로운 기준 수립
ToF 질량 분석기의 질량 분해능과 질량 정확도를 향상시키려면 동일한 이온 그룹을 유지하면서 비행 거리를 확장해야 합니다. m / z (이온 패킷) 공간에서 발산합니다.
혁신적인 SpiralTOF 이온 광학 장치는 "완벽한 포커싱" 및 "멀티 턴" 원칙을 기반으로 JEOL에서 개발했습니다. 이온 패킷은 비행 중 모든 고정된 거리(즉, 각 XNUMX자 궤적)에서 공간에 다시 초점을 맞춥니다. 따라서 확장된 비행 거리 후에도 이온 패킷이 감지면에서 발산하지 않아 높은 질량 분해능, 높은 질량 정확도 및 높은 이온 투과율을 달성합니다.
펩타이드 표준 혼합물로 관찰된 질량 분해능.
매트릭스 크리스탈의 감소된 지형 효과
매트릭스 결정의 지형적 영향으로 인해 이온의 비행 시작 위치가 달라지고 결과적으로 비행 시간이 달라집니다. 기존 이온 광학 시스템에서는 이러한 시간 차이로 인해 질량 분해능이 저하되고 외부 질량 교정을 통해 얻은 질량 정확도도 저하됩니다. 확장된 비행 거리를 통해 JMS-S3000은 이러한 효과를 최소한으로 줄이고 외부 질량 교정을 통해 재현성이 높은 질량 분해능과 높은 질량 정확도를 달성합니다.
이것의 또 다른 결과는 고르지 않을 가능성이 있는 큰 표본 표면에 걸쳐 많은 수의 질량 스펙트럼이 획득되는 생물학적 표본의 영상 분석을 위해 높은 질량 분해능과 질량 정확도가 유지될 수 있다는 것입니다.
넓은 다이내믹 레인지 달성
스파이럴TOFTM-plus 3.0은 TOF 신호 처리를 위해 14비트 ADC(아날로그-디지털 변환기)를 사용하여 넓은 동적 범위를 구현했습니다. 이를 통해 약 4자리 크기의 이온 강도 차이가 있는 피크를 동시에 감지할 수 있습니다. 또한 기존의 벌크 시료 측정에 더해 질량 분석 이미징 측정에서도 미량 성분 분석이 쉬워졌습니다. 아래는 폴리에틸렌옥사이드와 폴리프로필렌옥사이드를 1,000:1 비율로 혼합한 측정예입니다. 폴리머 분석의 경우 Kendrick Mass Defect(KMD) 분석과 결합하면 다른 방법으로는 검출하기 어려운 미량 성분을 분석하는 것이 가능합니다. 아래 예에서는 미량 성분인 PPO가 검출되었으며, 평균 분자량 등을 계산할 수 있었습니다.
폴리에틸렌 옥사이드와 폴리프로필렌 옥사이드의 비율이 1,000:1인 혼합물의 질량 스펙트럼.
TOF-TOF 옵션 및 Linear TOF 옵션의 특징 및 용도
TOF-TOF 옵션
기능
최초의 MS로 SpiralTOF 이온 광학을 채택함으로써 높은 전구체 이온 선택성을 실현할 수 있습니다. 전구체 이온의 단동위원소 피크는 적절하게 선택할 수 있습니다.
고에너지 충돌 유도 해리(HE-CID)를 통해 구조 정보가 풍부한 제품 이온 질량 스펙트럼을 얻을 수 있습니다.
JEOL의 독점적인 오프셋 포물선 반사 기술을 통해 모든 제품 이온 정보를 수집할 수 있습니다. m / z 5를 전구체 이온으로 변환하여 신뢰성이 높은 구조 정보의 생성을 촉진합니다.
용법
유기화합물의 구조해석에서 HE-CID로 구한 구조정보 외에 부가이온을 결정함으로써 Spiral 모드에서 정확한 질량을 이용한 조성결정의 정확도를 높일 수 있다.
펩타이드의 아미노산 서열을 규명함에 있어 HE-CID의 특징으로 류신, 이소류신 등의 구조적 이성질체를 구별하는 것이 가능하다. Immonium 이온의 유무에 따라 펩타이드의 아미노산 유무를 확인하는 것도 가능합니다.
첨가제, 계면 활성제 및 지질의 분석을 위해서는 알킬 사슬의 구조 분석이 중요합니다. HE-CID를 사용하면 알킬 사슬 길이와 이중 결합의 위치를 추정할 수 있습니다.
고분자의 구조 분석을 위해서는 product ion 질량 스펙트럼을 통해 이온 종류(adduct ion)와 말단기의 질량을 확인할 수 있습니다. 이 정보를 나선형 모드의 원소 조성 정보와 함께 사용하면 구조 규명에 대한 정확도가 더욱 향상될 수 있습니다.
폴리(옥시프로필렌)의 생성물 이온 질량 스펙트럼
선형 TOF 옵션
기능
Linear TOF 옵션에서 이온은 영향을 받지 않고 이온 소스에서 검출기로 이동합니다.
이온이 비행 중에 PSD(포스트 소스 붕괴)를 겪을 때 생성된 조각 이온과 중성 이온은 조각화 전과 동일한 속도로 계속해서 비행합니다. 따라서 선형 모드 질량 스펙트럼에서는 조각화되지 않은 이온과 동일한 신호로 감지됩니다. 결과적으로, PSD를 받기 쉬운 고분자량 화합물은 선형 모드를 사용하여 고감도로 측정할 수 있습니다.
Spiral 및 Linear 모드의 조합은 측정할 수 있는 분석물의 범위를 더욱 확장합니다.
용법
폴리머의 분자량 분포 스크리닝에 유용합니다.
수천에서 수만까지 다양한 질량을 가진 고분자 시료의 분자량 분포 및 다분산도를 계산할 수 있습니다.
온전한 단백질 등 분자량이 10,000 Da 이상인 대용량 시료를 고감도로 측정할 수 있습니다.
단백질, 다당류 등 PSD가 발생하기 쉬운 시료의 고감도 측정이 가능합니다.
소 혈청 알부민(BSA)과 면역글로불린 G(IgG)의 질량 스펙트럼
선형 TOF 옵션을 사용하면 손상되지 않은 단백질 분자량을 쉽게 측정할 수 있습니다.
JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 3.0은 폴리머 분석에 이상적입니다.
말단기가 다른 폴리머 또는 코폴리머의 혼합물을 기반으로 하는 산업용 폴리머 재료에는 다양한 화합물이 포함되어 있습니다. 넓은 질량 범위에서 초고질량 분해능이 요구되는 전체 그림을 파악하려면 모든 구성 요소를 감지해야 합니다. 또한 고기능성을 위해 여러 종류의 폴리머와 미량 첨가제가 혼합되어 있기 때문에 모재뿐만 아니라 미량 성분까지 검출하는 것이 중요합니다.
넓은 동적 범위와 넓은 질량 범위에 걸친 초고 질량 분해능을 갖춘 SpiralTOF™-plus 3.0은 이러한 요구 사항을 충족하는 솔루션입니다.
SpiralTOF 이온 광학의 주요 기능인 사후 소스 붕괴(PSD) 파생 이온 제거도 명확한 질량 스펙트럼 분석에 크게 기여합니다.
고기능성과 재활용성으로 인해 최근 점점 복잡해지고 있는 고분자 분석을 위한 가장 효과적이고 독창적인 솔루션을 제공합니다.
JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 3.0 폴리머 분석 시스템
JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 3.0의 높은 질량 분해능, 높은 질량 정확도, 넓은 동적 범위와 msRepeatFinder 폴리머 분석 소프트웨어가 결합되어 가장 강력한 폴리머 분석 시스템이 탄생했습니다.
msRepeatFinder(옵션)
Kendrick Mass Defect(KMD) 플롯과 KMR(Kendrick Mass Remainder) 플롯은 복잡한 질량 스펙트럼에서 폴리머 재료에 포함된 폴리머 종과 말단기를 추정하고 이들의 정체를 명확히 하는 데 사용됩니다. 또한, 두 시료 간의 차분 분석 기능은 시료의 열화, 로트 간 차이, 합성 과정의 차이를 검증하는 데 효과적입니다.
진화하는 질량 영상 분석
MALDI MS 이미징은 처음에 단백질 및 펩티드와 같은 고분자량 화합물에 초점을 맞추기 위해 개발되었습니다. 그러나 MALDI MS 이미징의 적용이 확대되면서 지질, 의약품 및 의약품 대사 산물과 같은 더 작은 분자를 포함하도록 관심이 이동했습니다. 기존의 MALDI - 반사체 TOFMS는 매트릭스 신호와 소분자 신호를 구별하기 어렵습니다. MALDI MS 이미징의 경우 표본 표면에 있는 원치 않는 분자의 신호가 종종 표적 분석 물질의 신호를 방해합니다. 신뢰할 수 있는 표적 분석물 공간 분포를 얻으려면 높은 질량 분해능을 통한 높은 선택성이 필수적입니다. 또한 넓은 면적과 불균일한 시료 표면을 측정하는 경우에도 높은 질량 분해능과 질량 정확도를 장기간 유지하는 것이 중요합니다. SpiralTOF™-plus 3.0은 시료 표면의 불균일성으로 인한 질량 분해능 손실을 최소화하기 위해 초고질량 분해능과 긴 비행 거리로 이미징 요구 사항을 충족하는 유일한 MALDI-TOFMS입니다. 또한 고속 질량 이미징 분석도 지원합니다.
FINE-AI 필터: AI(머신러닝) 기술을 활용한 노이즈 필터링
당사의 최신 MS 이미징 데이터 처리 소프트웨어 msMicroImagerTM 버전 3(옵션)에는 AI(머신 러닝)를 사용한 노이즈 필터링 기술인 FINE-AI 필터가 탑재되었습니다. 이 새로운 FINE-AI 필터는 주사전자현미경(SEM)용으로 개발된 JEOL LIVE-AI(Live Image Visual Enhancer-AI) 기술에서 비롯되었습니다. 이 기술은 MS 이미징에 다시 최적화되어 구현되어 이미지 품질을 크게 향상시켰습니다. MS 이미지.
마우스 뇌 조직 섹션에서 지질의 질량 분석 영상 분석
마우스 뇌 섹션에는 다양한 지질 등급이 포함되어 있습니다. 조직 절편에서 얻은 질량 스펙트럼은 특히 다음 부위에서 매우 복잡합니다. m / z 700 - 1,000. 질량 스펙트럼의 많은 피크는 기본 피크의 10% 미만이며 미량 성분을 나타냅니다. 지질의 MALDI MS 이미징에는 작은 피크를 간섭에서 분리할 수 있을 만큼 충분히 높은 질량 분해능이 필요합니다. 아래의 하단 질량 스펙트럼은 m / z 820 - 823. 많은 피크가 0.1 u 미만으로 서로 분리되었습니다. SpiralTOF의 높은 질량 분해능TM-plus 3.0은 이러한 동중원소 피크를 명확하게 분리하여 4가지 지질 원소 구성을 설명할 수 있게 했습니다. 더욱이, 각 지질은 분명히 다른 공간 분포를 보여주었습니다. 중간 정도의 질량 분해능을 가진 기존의 반사 TOFMS를 사용하면 원소 조성을 밝히고 각 지질에 대한 공간 분포를 정확하게 결정하는 것이 어려울 수 있습니다.
AI 노이즈 필터인 FINE-AI 필터를 적용하면 더욱 높은 품질의 MS 이미지를 얻을 수 있습니다.
PE: 포스파티딜 에탄올아민, PC: 포스파티딜 콜린, GalCer: 갈락토실세라마이드<br>이것은 데이터는 오사카대학교 과학대학원 기초과학 프로젝트 연구 센터 질량 분석 그룹과의 공동 연구 프로젝트에서 수집되었습니다. 조직 섹션 표본은 다음에서 제공되었습니다. 오사카대학교 대학원 공학연구과, 지속 가능한 에너지 및 환경 공학 부문, 아와즈 연구실.
JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 3.0 질량 분석 이미징 시스템(옵션)
단백질 분석
소 혈청 알부민(BSA)의 트립신 소화의 질량 스펙트럼 및 펩티드 질량 지문의 결과.
펩타이드 질량 지문(PMF)은 2차원 전기영동으로 분리된 단백질을 식별하는 데 효과적입니다. 분리된 단백질은 트립신과 같은 단백질 분해 효소에 의해 분해되고, 생성된 펩타이드 혼합물의 질량 스펙트럼을 단백질 데이터베이스의 정보와 비교하여 단백질을 식별합니다. 나선형 모드의 높은 질량 정확도는 데이터베이스 매칭 시 매우 좁은 질량 허용 범위를 설정할 수 있게 하여, 위양성(false positive)을 줄이고 신뢰성 높은 식별을 가능하게 합니다.
BSA 트립신 분해 표준물질의 질량 스펙트럼(500 amol에 해당)
| 금액(fmol) | 일치/검색된 펩타이드 수 | 시퀀스 커버리지(%) | 마스코트 점수 |
|---|---|---|---|
| 50 | 52 / 81 | 75 | 570 |
| 10 | 41 / 79 | 64 | 390 |
| 5 | 36 / 77 | 54 | 351 |
| 1 | 28 / 57 | 43 | 255 |
| 0.5 | 31 / 52 | 46 | 306 |
| 0.1 | 12 / 34 | 18 | 92 |
RCSB PDB(www.rcsb.org)의 3D 구조 ) BMC 생물정보학 1:1998).
MS/MS 이온 탐색법을 이용한 소 혈청 알부민(BSA) 식별
단백질을 분리하기 어려울 때는 MS/MS 이온 탐색법을 이용한 동정이 효과적입니다. 측정의 전체 절차는 다음과 같습니다.
측정된 질량 스펙트럼에서 가장 강렬한 10개 이온을 전구 이온으로 선택하는 나선형 모드의 표준 BSA 트립신 분해물
각 제품 이온 질량 스펙트럼 측정은 자동으로 수행되었습니다. MASCOT 서버를 사용한 MS/MS 이온 검색이 수행되었을 때
10개의 제품 이온 질량 스펙트럼에 대해 수행된 결과, BSA가 높은 신뢰도로 식별되었습니다.
합성 올리고뉴클레오티드의 확인
합성 올리고뉴클레오타이드의 정확한 확인은 핵산 의약품 개발 및 제조에 중요합니다. 5개의 염기로 구성된 합성 올리고뉴클레오타이드 3'-CGCTAAGTACGCAATGGGCC-20'을 선형(양이온 모드)과 나선형(양이온 모드)에서 측정했습니다. 나선형 모드에서 양성자화된 분자 [M+H]+는 40,000 이상의 질량 분해능으로 관찰되었으며, 외부 표준법을 사용한 질량 측정 오차는 -6.4 mDa(-1.0 ppm)였습니다. 이는 예상된 원소 조성을 뒷받침합니다.
올리고당의 구조 분석
고에너지 충돌 유도 해리(HE-CID) 탠덤 질량 분석법(MS/MS)을 이용하면 올리고당의 구조 이성질체를 확인할 수 있습니다. 라미나리테트라오스(Laminaritetraose)와 스타키오스(stachyose)는 서로 구조 이성질체인 사당류입니다. 생성 이온 질량 스펙트럼은 나트륨화 분자 [M+Na]+를 전구체 이온으로 사용하여 TOF-TOF 옵션을 사용하여 측정했습니다. 거의 모든 생성 이온이 공통적으로 존재하지만, m/z 671, 658, 599의 상대 강도는 스타키오스에서 유일하게 강합니다. 이는 스타키오스의 환원 말단에 위치한 5원환 프룩토오스 특유의 구조적 응력과 입체 장애를 반영하는 것으로 생각됩니다.
계란 노른자의 인지질 구조 분석
계란 노른자에서 지질을 추출하여 양이온 모드로 분석했습니다. 샘플에서 다양한 포스파티딜콜린(PC)이 검출되었습니다. 아래 예시에서는 양성자화된 분자 [M+H]+의 생성 이온 질량 스펙트럼을 PC(34:1)에 대해 얻었습니다. 지방산 사슬 내 단편화에서 유래된 생성 이온을 관찰하여 지방산 조성과 이중 결합 위치를 결정하는 데 필요한 정보를 얻었습니다.
합성 유기 화합물의 정확한 질량 측정
이전에 MALDI-TOFMS 시스템은 매트릭스 파생 피크와 지속적인 화학적 노이즈가 분석 물질 분자의 신호를 방해하기 때문에 소분자 분석에 적합하지 않았습니다. SpiralTOF 이온 광학 장치는 이러한 문제를 해결했습니다.
감기약 분석
Boroxin Cage 12-mer 분석
동위원소 피크는 나선 모드의 초고질량 분해능으로 인해 고질량 영역에서 완전히 분리됩니다. 고분자량 화합물의 경우, 단일 동위원소 이온의 존재비는 매우 적어 관찰이 어렵습니다. 분자의 원소 조성은 가장 많이 존재하는 이온의 m/z 값을 측정하거나, 시뮬레이션 결과와 동위원소 피크 패턴을 비교하여 확인할 수 있습니다.
디보론산으로부터 나노미터 크기 보록신 케이지의 자가 조립, Ono, K. 외, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137(22), 7015-7018, DOI: 10.1021/jacs.5b02716
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MALDI: JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 3.0 매트릭스 지원 레이저 탈착/이온화 ToF 질량 분석기
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영화에 표시된 응용 프로그램:
JMS-S3000 SpiralTOF™를 사용한 전도성/비도전성 혼합 기판의 질량 분석 이미징
다른 질량 분석 이미징 응용 프로그램이 여기에 있습니다.
