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MALDI-TOFMS가 작은 분자도 볼 수 있다는 사실을 알고 계셨나요?
MALDI-TOFMS로 작은 분자를 선명하게 관찰하세요
매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화(MALDI)는 단백질이나 합성 고분자와 같은 고분자량 화합물을 이온화하는 강력한 방법으로 오랫동안 인정받아 왔습니다. 하지만 실제로 MALDI는 분자량이 100 미만인 매우 작은 분자부터 100,000이 넘는 거대 분자에 이르기까지 다양한 분석물을 이온화할 수 있는 매우 다재다능한 기술입니다. 그렇다면 MALDI를 차별화하는 요소는 무엇일까요? 뉴스파이럴TOF™ 차이점은 제공하는 능력입니다. 저질량 영역에서 깨끗하고 높은 감도의 측정기존의 MALDI 리플렉트론 TOFMS 시스템은 매트릭스 클러스터 이온의 후처리 붕괴(PSD) 조각으로 인한 화학적 잡음 문제를 흔히 겪습니다. SpiralTOF 이온 광학 장치 섹터 전기장으로 구성된 PSD는 저운동 에너지 이온이 검출기에 도달하기 전에 효과적으로 차단합니다. 그 결과 질량 스펙트럼은 다음과 같습니다. 저질량 영역에서는 화학적 잡음이 거의 없음이를 통해 작은 분자의 질량을 매우 민감하고 정확하게 측정할 수 있습니다.
이러한 장점은 dl-메틸에페드린 염산염을 함유한 감기약을 투여한 후 사람 소변에서 메틸에페드린을 측정하는 과정에서 명확하게 드러납니다. 간단한 탈염 처리만으로도, 뉴스파이럴TOF™ 양성자화된 메틸에페드린 이온을 명확하게 검출했으며 질량 오차는 단 0.1μm에 불과했습니다. 0.0003 u (1.7 ppm).
해상도, 정확도, 감도까지 모두 하나의 기기에 담았습니다.
특징 1: 초고해상도 질량 측정, 초고정밀도 질량 측정
JEOL의 독자적인 기술을 기반으로 제작되었습니다. SpiralTOF 이온 광학 장치오사카 대학에서 개발한 MULTUM II 이온 광학 시스템에서 파생된 이 시스템은 뉴스파이럴TOF™ 효과적인 비행 경로를 달성합니다 17 미터 콤팩트한 기기 설계에 이 첨단 이온 광학 구성이 결합되었습니다. 높은 이온 투과율 MALDI-TOFMS에 대해 탁월한 성능을 제공합니다. 질량 분해능 75,000 질량 정확도 1ppm 내부 보정을 사용합니다.
특징 2: 모두를 위한 고품질 데이터
비행 경로가 길어지면 이상적인 조건에서의 성능 향상뿐만 아니라, 타겟 플레이트의 매트릭스 결정 형태나 질량 이미징 시료의 표면 변화와 같은 시료 표면 불규칙성의 영향을 줄여 일상적인 사용 편의성도 향상됩니다. 이를 통해 사용자는 더욱 쉽게 원하는 결과를 얻을 수 있습니다. 고품질의 재현 가능한 데이터 실제 운영 환경에서.
특징 3: 긴 비행 경로에도 불구하고 높은 감도
비행 경로가 길더라도, 뉴스파이럴TOF™ 뛰어난 감도를 유지합니다. 동일한 질량의 이온 묶음이 나선형 궤적의 각 주기마다 재집중되어 시스템이 이를 달성할 수 있습니다. 높은 감도를 유지하면서 높은 질량 분해능과 질량 정확도를 제공합니다..
특징 4: 매우 낮은 화학적 잡음으로 구현된 소분자 분석
전기 섹터로 구성된 SpiralTOF 이온 광학 시스템은 에너지 필터 역할도 하기 때문에 PSD에 의해 생성된 조각 이온이 분석기를 통과하지 못하게 합니다. 이것이 바로 저질량 영역에서 화학적 잡음이 현저히 낮고 소분자 분석에서 탁월한 성능을 발휘하는 핵심 요인입니다.
뉴스파이럴TOF™
고속 질량 분석 이미징 × 높은 질량 분해능
MALDI 질량 분석 이미징(MALDI-MSI)에서는 시료 표면에 매트릭스를 코팅하고 레이저로 스캔하여 각 위치에서 질량 스펙트럼을 획득함으로써 시료 내 분자를 직접 시각화할 수 있습니다. 이를 통해 분자를 관찰할 수 있습니다. 특정 분자의 위치와 그 분자의 양 조직 단면 또는 기타 시료 표면을 가로질러.
정확한 질량 분석 이미징을 위한 높은 질량 분해능
덕분에 그 17m 비행 경로, 전에, 뉴스파이럴TOF™ 표면 상태가 균일하지 않은 생체 조직 단면을 분석할 때에도 높은 질량 분해능을 제공합니다. 약 1000m² 면적에 걸쳐 마우스 뇌의 절반 정도를 측정했을 때 이러한 결과를 얻었습니다. 5 × 7 mm이 시스템은 약 의 질량 분해능을 달성했습니다. 40,000 평균 질량 스펙트럼에서. 이러한 높은 분해능 덕분에 다음과 같은 동위체 지질 종을 분리할 수 있었습니다. 포스파티딜콜린(PC), 포스파티딜에탄올아민(PE)예산 및 갈락토실세라마이드(GalCer)이를 통해 각 분자에 대한 정확한 공간 분포를 얻을 수 있습니다.
PE: 포스파티딜에탄올아민, PC: 포스파티딜콜린, GalCer: 갈락토실세라마이드
이 데이터는 오사카대학 과학대학원 기초과학 프로젝트 연구 센터 질량 분석 그룹과의 공동 연구 프로젝트에서 수집되었습니다.
조직 단면 표본은 오사카 대학 공학 연구과 지속 가능한 에너지 및 환경 공학부 Awazu 연구소에서 제공되었습니다.
AI를 활용한 다발성 경화증 영상 화질 향상
JEOL은 전자 현미경 분야의 선도적 지위를 바탕으로 이미지 처리 분야에서 오랜 혁신 역사를 자랑합니다. 이러한 전문성을 토대로 JEOL은 AI 기반 이미지 향상 기술을 개발했습니다. 라이브-AI (실시간 이미지 시각화 향상 AI)는 원래 SEM용으로 개발되었지만, MS 이미지 데이터 처리에 적용하여 구현되었습니다. FINE-AI 필터그 결과, 대중 이미지의 선명도와 해석 가능성이 크게 향상되었습니다.
중요 특징의 자동 추출
높은 질량 분해능을 갖춘 뉴스파이럴TOF™, 이상 100가지 지질 종 생쥐 뇌 조직에서 여러 지질이 검출되었습니다. 그러나 각 지질의 분포를 개별적으로 해석하는 것은 현실적으로 어렵습니다. 의미 있는 통찰력을 얻으려면 함께 변하는 구성 요소 그룹을 식별하고 복잡한 데이터 세트를 효율적으로 요약할 수 있는 통계 도구가 필요합니다.
이 문제를 해결하기 위해 정점 성분 분석(VCA)질량 영상 데이터 세트의 모든 스펙트럼을 소수의 "꼭짓점 성분"의 혼합으로 모델링하는 방법이 구현되었습니다. 주성분 분석과 같은 방법과 비교하여 VCA는 더 짧은 시간에 더 쉽게 해석할 수 있는 결과를 제공합니다. VCA는 노이즈에 민감하기 때문에 노이즈 제거 후 적용하는 것이 좋습니다. FINE-AI 필터 이러한 접근 방식은 분석을 훨씬 더 효과적으로 만들어 줍니다. 예시에서 이 접근 방식을 통해 다음과 같은 사실이 드러났습니다. 세 가지 주요 꼭짓점 구성 요소 생쥐 뇌 조직 내 지질의 특성 분석.
JMS-S3000 NewSpiralTOF™ 질량 분석 이미징 시스템(옵션)
TOF-TOF 옵션
The TOF-TOF 옵션 분석 능력을 확장합니다 뉴스파이럴TOF™ 첫 번째 MS 단계에서 SpiralTOF 이온 광학 장치를 사용함으로써, 높은 전구 이온 선택성 그리고 단일 동위원소 전구 이온을 정확하게 선택합니다. 와 결합하여 고에너지 충돌 유도 분해(HE-CID)이 시스템은 구조 정보가 풍부한 생성 이온 스펙트럼을 생성합니다. JEOL의 독자적인 기술입니다. 오프셋 포물선 반사경 TOF-TOF 성능을 더욱 강화하기 위해 생성 이온 정보를 동시에 획득할 수 있도록 합니다. m / z 5 전구 이온까지이는 포괄적인 단편 정보를 제공하고 매우 신뢰할 수 있는 구조 분석을 지원합니다.
대표적인 예로는 분석이 있습니다. 레 세르 핀 그리고 그 광분해 생성물. 레세르핀은 광분해성이 있기 때문에, 그 용액은 일반적인 실내 조명 아래에서 분해됩니다. 분해 생성물은 다음과 같이 다릅니다. 2 다이는 수소 원자 두 개가 손실되었음을 시사합니다. TOF-TOF 옵션의 높은 전구체 선택성 덕분에, 뉴스파이럴TOF™ 혼합물로부터 레세르핀과 그 분해 생성물 각각에 대한 생성 이온 스펙트럼을 성공적으로 얻어, 각 물질의 구조를 규명할 수 있었다.
선형 TOF 옵션
와 더불어 선형 TOF 옵션이온은 이온 소스에서 검출기로 직접 이동합니다. 만약 이동 중에 소스 후 붕괴가 발생하면, 생성된 파편 이온과 중성 입자는 전구체와 동일한 속도로 계속 이동하여 동일한 신호로 검출됩니다. 이러한 특성 때문에 선형 모드는 특히 다음과 같은 경우에 효과적입니다. PSD(입자 크기 분포)가 발생하기 쉬운 고질량 화합물의 고감도 분석함께 사용하면, 나선형 모드 선형 모드 측정 가능한 분석 대상 물질의 범위를 넓힌다.
응용 예로는 분자량 분포 확인이 있습니다. 100kDa 이상의 고분자 그리고 분자량 측정 면역글로불린 G(IgG)약 1000 nm 크기의 당단백질 150 킬로그램.
LJ Harris 등의 연구를 기반으로 한 IgG의 3D 구조(PDB ID: 1IGY) 분자생물학 Mol* Viewer를 사용하여, D. Sehnal 외, 275: 861-872 (1998), 핵산 연구 49: W431-W437 (2021), RCSB PDB(RCSB.org)에서 이용 가능, HM Berman 외, 핵산 연구 28: 235-242 (2000)
NewSpiralTOF™ 생명과학 응용 분야
펩타이드 질량 지문 분석을 통한 정확한 단백질 식별 (MSTips No.166)
펩타이드 질량 지문 분석은 단백질 식별을 위한 가장 기본적인 도구 중 하나로 남아 있습니다. 높은 질량 분해능, 높은 질량 정확도예산 및 높은 감도, 전에, 뉴스파이럴TOF™ 이를 통해 오탐지율이 낮아지고 신뢰도가 매우 높은 단백질 식별이 가능합니다.
고해상도 단백질 측정 (MSTips 297호)
이 시스템의 높은 분해능과 감도 덕분에 다음과 같은 손상되지 않은 단백질을 측정할 수 있습니다. 유비퀴틴 고해상도에서 양성자화된 분자 이온이 명확하게 검출되었습니다.
방사성 동위원소 내부 붕괴(ISD)를 이용한 신속한 서열 확인(MSTips No. 229)
재조합 단백질의 신속한 염기서열 확인을 위해, 소스 내 감쇠(ISD) 이 방법은 매우 효과적입니다. 다음과 함께 사용하면 더욱 효과적입니다. 마스코트 서버 (탑다운 옵션 포함) 뉴스파이럴TOF™ 시연된 바와 같이 서열 검증을 지원할 수 있습니다. 말 미오글로빈.
계란 노른자 속 인지질의 구조 분석 (MSTips 185호)
The TOF-TOF 옵션 그리고 HE-CID 기능은 다음과 같습니다. 뉴스파이럴TOF™ 또한 다음을 포함한 복잡한 지질 혼합물의 구조 분석을 지원합니다. 계란 노른자에서 추출한 인지질높은 전구체 선택성 덕분에 정확한 이온을 분리하고 구조적 특성화를 위한 유용한 파편화 패턴을 얻을 수 있습니다.
유도체화된 N-결합 글리칸의 구조 분석 (MSTips No. 519)
글리칸 분석에서 환원 말단에 형광 태그를 부착하는 것은 HPLC 워크플로우에서 흔히 사용되며, 이러한 라벨은 MALDI 및 ESI에서 이온화 효율을 향상시키는 데에도 도움이 됩니다. 형광 태그로 표지된 글리칸의 구조 분석은 다음과 같습니다. 2-아미노벤즈아미드(2-AB) 를 사용하여 뉴스파이럴TOF™TOF-TOF 옵션을 포함한 전체 구성은 아래와 같습니다.
합성된 올리고뉴클레오티드의 확인 (MSTips No. 364)
이 기기의 높은 질량 분해능과 질량 정확도는 원소 구성까지 확인할 수 있게 해줍니다. 합성 올리고뉴클레오티드이를 통해 핵산 분석 분야로 활용 범위를 넓혔습니다.
NewSpiralTOF™ 화학 및 재료 응용 분야
최대 100kDa 고분자의 말단기 분석 (MSTips No. 527)
넓은 질량 범위와 함께 m / z 4 -120,000 나선형 모드높은 해상도와 높은 질량 정확도를 결합하면, 뉴스파이럴TOF™ 분자량이 초과하는 고분자의 말단기 분석을 가능하게 합니다. 100,000폴리카보네이트를 포함하여.
JMS-S3000 NewSpiralTOF™ 고분자 분석 시스템
JMS-S3000 NewSpiralTOF™의 높은 질량 분해능, 높은 질량 정확도 및 넓은 동적 범위와 msRepeatFinder 고분자 분석 소프트웨어의 조합은 가장 강력한 고분자 분석 시스템을 만들어냅니다.
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.
9kDa 초과 공유결합 초분자의 정확한 질량 측정 (MSTips No. 369)
이 시스템은 정확한 질량 측정 또한 지원합니다. 9,000 Da 이상의 공유 결합 초분자오류가 보고되었습니다. 0.1ppm 이하이러한 수준의 성과는 출판된 연구에 기여했습니다. 미국화학회지(JACS) *.
(샘플은 도쿄 공업대학 이와사와 교수님께서 제공해 주셨습니다.)
* Ono, K. et al. 디보론산으로부터 나노미터 크기의 보록신 케이지의 자가 조립. Journal of the American Chemical Society, 137(22), 7015-7018 doi:10.1021/jacs.5b02716 (2015)
오염 방지 이온 소스를 통한 안정적인 성능
MALDI 이온 소스에서 탈착된 매트릭스의 대부분은 중성 입자로 표적에서 떨어져 나가고, 이 물질 중 일부는 이온 추출 전극에 부착됩니다. 기존 MALDI-TOFMS 시스템에서는 오염 물질이 조리개 렌즈에 불균일하게 축적되어 이온의 불균일한 대전 및 궤적 편향을 초래할 수 있습니다. 이는 분석 성능과 이온 이동 모두에 악영향을 미칩니다. 감광도 질량 분해능따라서 자주 청소해야 합니다.
이 문제를 해결하기 위해, 뉴스파이럴TOF™ 미세하고 높은 개방 면적(> 82%)을 사용합니다. 이온 추출 그리드전체적으로 오염 물질이 덜 축적되고, 그리드의 이온 광학적 특성이 축적되는 전하의 영향을 줄여주기 때문에, 이온 궤적은 장기간 사용하더라도 안정적으로 유지됩니다. 그 결과는 다음과 같습니다. 지속적인 고감도 및 높은 질량 분해능으로 유지보수가 필요 없는 작동.
JMS-S3000을 활용한 연구 논문
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MALDI: JMS-S3000 NewSpiralTOF™ 매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화 비행시간 질량 분석기
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JMS-S3000 NewSpiralTOF™ 질량 분석 이미징 시스템
MALDI MS 이미징은 단백질/펩타이드에서 지질 및 의약품과 같은 소분자로까지 확장되었지만, 기존 MALDI-반사형 TOFMS에서는 매트릭스 및 표면 간섭으로 인해 분석물 신호가 가려질 수 있습니다. 높은 질량 분해능은 신뢰할 수 있는 공간 매핑에 필수적이며, 이러한 이유로 NewSpiralTOF™는 MALDI MS 이미징에 없어서는 안 될 장비입니다.
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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.
