MALDI: JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 2.0 Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight แมสสเปกโตรมิเตอร์

คุณสมบัติ

◆ การคลิกปุ่มเล่นจะเริ่มวิดีโอ (ประมาณ 4 นาที)

JMS-S3000 คือ MALDI-TOFMS* ที่รวมเอานวัตกรรมออปติกไอออน SpiralTOF
JMS-S3000 ได้พัฒนาเป็น SpiralTOF™-plus 2.0 ที่มีช่วงไดนามิกกว้างกว่ามาก JMS-S3000 กำหนดมาตรฐานใหม่ในประสิทธิภาพของ MALDI-TOFMS และมอบโซลูชันการวิเคราะห์ที่ล้ำสมัยสำหรับพื้นที่การวิจัยที่หลากหลาย เช่น โพลีเมอร์สังเคราะห์เชิงฟังก์ชัน วัสดุศาสตร์ และชีวโมเลกุล

สเปกโตรมิเตอร์มวลเลเซอร์สลายตัว/ไอออไนเซชันแบบใช้เมทริกซ์ช่วย

กำหนดมาตรฐานใหม่ในประสิทธิภาพของ MALDI-TOFMS

เพื่อปรับปรุงกำลังการแยกมวลและความแม่นยำของมวลของแมสสเปกโตรมิเตอร์แบบไทม์ออฟ-ﬂight จะต้องขยายระยะทาง ﬂight โดยที่กลุ่มไอออนจะมีค่าเท่ากัน ม./ซ (ไออนแพ็กเก็ต) จากการแยกออกจากกันในอวกาศ
นวัตกรรมออปติกไอออน SpiralTOF ได้รับการพัฒนาโดย JEOL ตามหลักการ "การโฟกัสที่สมบูรณ์แบบ" และ "หลายทาง" แพ็กเก็ตไอออนจะถูกโฟกัสกลับไปในอวกาศในทุกระยะทางที่กำหนด (กล่าวคือ แต่ละวิถีทางแปดรูป) ระหว่างช่วง ﬂight ดังนั้น แม้หลังจากระยะทาง ﬂight ที่ขยายออกไป แพ็กเก็ตไอออนจะไม่เบี่ยงเบนที่ระนาบการตรวจจับ ทำให้ได้กำลังการแยกวิเคราะห์มวลสูง ความแม่นยำของมวลสูง และการส่งผ่านไอออนสูง

ความละเอียดจำนวนมากสังเกตได้จากส่วนผสมของมาตรฐานเปปไทด์

ลดผลกระทบภูมิประเทศของคริสตัลเมทริกซ์

เอฟเฟกต์ภูมิประเทศของคริสตัลเมทริกซ์ทำให้เกิดความแตกต่างในตำแหน่งเริ่มต้นการบินสำหรับไอออน ส่งผลให้เวลาบินแตกต่างกัน ในระบบออปติคัลไอออนแบบทั่วไป ความต่างของเวลานี้จะลดกำลังการแยกวิเคราะห์มวลและความแม่นยำของมวลที่ได้จากการสอบเทียบมวลภายนอกด้วย ด้วยระยะการบินที่ขยายออกไป JMS-S3000 ช่วยลดผลกระทบนี้ให้เหลือน้อยที่สุด และได้รับกำลังการแยกวิเคราะห์มวลที่ทำซ้ำได้สูง และความแม่นยำของมวลสูงด้วยการสอบเทียบมวลภายนอก สามารถคงความละเอียดของมวลสูงและความแม่นยำของมวลไว้ได้สำหรับการวิเคราะห์การถ่ายภาพของตัวอย่างชีวภาพซึ่งได้มวลสเปกตรัมจำนวนมากในพื้นที่ขนาดใหญ่ และพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบมีแนวโน้มว่าจะไม่สม่ำเสมอ

บรรลุช่วงไดนามิกกว้าง

SpiralTOF™-plus 2.0 ได้ตระหนักถึงช่วงไดนามิกที่กว้างโดยการปรับปรุงระบบการตรวจจับอย่างมาก ทำให้สามารถตรวจจับพีคที่มีความเข้มของไอออนได้พร้อมกันประมาณ 4 ลำดับของขนาด นอกจากนี้ การวิเคราะห์องค์ประกอบการติดตามกลายเป็นเรื่องง่ายในการวัดภาพแมสสเปกโตรเมทรี นอกเหนือจากการวัดตัวอย่างปริมาณมากแบบทั่วไป ด้านล่างนี้คือตัวอย่างการวัดของผสมของพอลิเอทิลีนออกไซด์และพอลิโพรพิลีนออกไซด์ในอัตราส่วน 1,000:1 ในกรณีของการวิเคราะห์พอลิเมอร์ เมื่อรวมกับการวิเคราะห์ Kendrick Mass Defect (KMD) เป็นไปได้ที่จะวิเคราะห์ส่วนประกอบการติดตามที่ยากต่อการตรวจจับ

สเปกตรัมมวลของส่วนผสมของโพลิเอทิลีนออกไซด์และโพลิโพรพิลีนออกไซด์ในอัตราส่วน 1,000:1
SpiralTOF™-plus 2.0 สามารถรับรู้ช่วงไดนามิกที่กว้างและคำนวณการกระจายน้ำหนักโมเลกุลของส่วนประกอบการติดตาม

คุณสมบัติและการใช้งานของตัวเลือก TOF-TOF และตัวเลือก TOF เชิงเส้น

TOF-TOF ตัวเลือก

คุณสมบัติ

ด้วยการนำเลนส์ออปติกไอออน SpiralTOF เป็น MS ตัวแรก จึงสามารถรับรู้ถึงความสามารถในการคัดเลือกไอออนของสารตั้งต้นที่สูงได้ สามารถเลือกพีคไอโซโทปของสารตั้งต้นได้อย่างเหมาะสม
การแตกตัวที่เหนี่ยวนำให้เกิดการชนกันของพลังงานสูง (HE-CID) ช่วยให้ได้สเปกตรัมมวลไอออนของผลิตภัณฑ์ที่มีข้อมูลโครงสร้างมากมาย
Oﬀ ตั้งค่า parabolic reﬂectron ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการจดสิทธิบัตรของ JEOL ทำให้สามารถรับข้อมูลไอออนของผลิตภัณฑ์ทั้งหมดจาก m/z 5 ไปจนถึงไอออนตั้งต้น และอำนวยความสะดวกในการรับข้อมูลโครงสร้างที่มีความน่าเชื่อถือสูง

การใช้

ในการวิเคราะห์โครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ ความแม่นยำของการกำหนดองค์ประกอบโดยใช้มวลที่แม่นยำในโหมดหมุนวนสามารถปรับปรุงได้โดยการระบุไอออนบวก นอกเหนือจากข้อมูลโครงสร้างที่ได้รับจาก HE-CID
ในการอธิบายลำดับกรดอะมิโนของเปปไทด์ การแยกไอโซเมอร์เชิงโครงสร้าง เช่น ลิวซีนและไอโซลิวซีนเป็นไปได้ เป็นคุณลักษณะของ HE-CID นอกจากนี้ยังสามารถยืนยันการมีอยู่/ไม่มีของกรดอะมิโนในเปปไทด์โดยการมี/ไม่มีของอิมโมเนียมไอออน
สำหรับการวิเคราะห์สารเติมแต่ง สารลดแรงตึงผิว และไขมัน การวิเคราะห์โครงสร้างของสายอัลคิลมีความสำคัญ ด้วย HE-CID ทำให้สามารถประมาณความยาวสายอัลคิลและตำแหน่งของพันธะคู่ได้
สำหรับการวิเคราะห์โครงสร้างของพอลิเมอร์ เป็นไปได้ที่จะยืนยันชนิดไอออน (adduct ion) และมวลของกลุ่มสุดท้ายจากสเปกตรัมมวลไอออนของผลิตภัณฑ์ เป็นไปได้ที่จะปรับปรุงความแม่นยำในการอธิบายโครงสร้างร่วมกับผลการประมาณองค์ประกอบองค์ประกอบด้วยโหมดเกลียว

ผลิตภัณฑ์สเปกตรัมมวลไอออนของโพลี (oxypropylene)

ตัวเลือก TOF เชิงเส้น

คุณสมบัติ

ในตัวเลือก TOF เชิงเส้น ไอออนจะเดินทางจากแหล่งกำเนิดไอออนไปยังตัวตรวจจับโดยไม่ถูกตรวจจับ
เมื่อไอออนได้รับการสลายตัวภายหลังแหล่งกำเนิด (PSD) ใน ﬂight เศษไอออนและนิวตรอนที่ผลิตขึ้นจะยังคงเป็น ﬂy ที่ความเร็วเดียวกันกับก่อนการแตกแฟรกเมนต์ ดังนั้นในสเปกตรัมมวลของโหมดเชิงเส้น พวกมันจะถูกตรวจพบว่าเป็นสัญญาณเดียวกับสัญญาณของไอออนที่ไม่มีการแยกส่วน
ดังนั้น สารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงที่มีแนวโน้มที่จะเกิด PSD สามารถวัดได้ด้วยความไวสูงในโหมดเชิงเส้น
การผสมผสานระหว่างโหมดเกลียวและเชิงเส้นช่วยขยายช่วงของการวิเคราะห์ที่สามารถวัดได้

การใช้

มีประโยชน์สำหรับการตรวจคัดกรองการกระจายน้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์
เป็นไปได้ที่จะคำนวณการกระจายน้ำหนักโมเลกุลและการกระจายหลายตัวของตัวอย่างโพลีเมอร์ที่มีมวลต่างๆ ตั้งแต่หลายพันถึงหลายหมื่น
เป็นไปได้ที่จะวัดตัวอย่างมวลสูงที่มีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่า 10,000 Da เช่นโปรตีนที่ไม่เสียหายที่มีความไวสูง
ช่วยให้สามารถตรวจวัดตัวอย่างที่มีความไวสูงซึ่งสามารถผ่าน PSD ได้อย่างง่ายดาย เช่น โปรตีนและโพลีแซ็กคาไรด์

มวลสเปกตรัมของโพลี (สไตรีน) 40K, 100K และ 200K

msRepeatFinder: ซอฟต์แวร์วิเคราะห์พอลิเมอร์ขั้นสุดท้าย (ตัวเลือก)

SpiralTOF™-plus 2.0 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวิเคราะห์โพลีเมอร์

วัสดุพอลิเมอร์ทางอุตสาหกรรมที่มีส่วนผสมของพอลิเมอร์ที่มีหมู่สุดท้ายหรือโคพอลิเมอร์ต่างกันมีสารประกอบหลายชนิด จำเป็นต้องตรวจจับส่วนประกอบทั้งหมดเพื่อที่จะได้ภาพทั้งหมด ซึ่งต้องใช้ความละเอียดของมวลสูงเป็นพิเศษในช่วงมวลที่กว้าง นอกจากนี้ การตรวจจับไม่เพียงแค่วัสดุพื้นฐานเท่านั้น แต่ยังต้องติดตามส่วนประกอบด้วย เนื่องจากพอลิเมอร์และสารเติมแต่งหลายชนิดถูกผสมเข้าด้วยกันเพื่อการทำงานที่สูงขึ้น
ด้วยช่วงไดนามิกที่กว้างและความละเอียดมวลสูงเป็นพิเศษในช่วงมวลที่กว้าง SpiralTOF™-plus 2.0 เป็นโซลูชันที่ตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้
การกำจัดไอออนที่ได้จากการสลายของแหล่งกำเนิดภายหลัง (PSD) ซึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของเลนส์ออปติก SpiralTOF ยังมีส่วนช่วยอย่างมากในการวิเคราะห์สเปกตรัมมวลที่ชัดเจน
เราจัดหาโซลูชันที่มีประสิทธิภาพและไม่เหมือนใครสำหรับการวิเคราะห์พอลิเมอร์ ซึ่งมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากมีฟังก์ชันการทำงานและการรีไซเคิลที่สูง

สเปกตรัมมวลของพอลิเมทิลเมทาคริเลต (PMMA) (ม./ซ พ.ศ. 2,000 - พ.ศ. 9,000)

SpiralTOF™-plus 2.0 ให้กำลังการแยกวิเคราะห์มวลสูงในช่วงมวลกว้าง ซึ่งจำเป็นสำหรับการวิเคราะห์พอลิเมอร์

msRepeatFinder (ตัวเลือก)

พล็อต Kendrick Mass Defect (KMD) และพล็อต Kendrick Mass Remainder (KMR) ใช้เพื่อประเมินชนิดของพอลิเมอร์และกลุ่มสุดท้ายที่มีอยู่ในวัสดุพอลิเมอร์จากสเปกตรัมมวลที่ซับซ้อนและชี้แจงเอกลักษณ์ของพวกมัน นอกจากนี้ ฟังก์ชันการวิเคราะห์เชิงอนุพันธ์ระหว่างสองตัวอย่างยังมีประสิทธิผลในการตรวจสอบการเสื่อมสภาพของตัวอย่าง ความแตกต่างของล็อตต่อล็อต และความแตกต่างในกระบวนการสังเคราะห์

msRepeatFinder ซอฟต์แวร์วิเคราะห์พอลิเมอร์

การพัฒนาการวิเคราะห์ภาพมวล

แรกเริ่มการถ่ายภาพ MALDI MS ได้รับการพัฒนาเพื่อมุ่งเน้นไปที่สารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง เช่น โปรตีนและเปปไทด์ อย่างไรก็ตาม ด้วยการใช้งานที่เพิ่มขึ้นของการถ่ายภาพ MALDI MS ความสนใจได้เปลี่ยนไปรวมถึงโมเลกุลที่มีขนาดเล็กลง เช่น ไขมัน เภสัชภัณฑ์ และสารเมตาโบไลต์ทางเภสัชกรรม MALDI ทั่วไป - TOFMS ของรีแอกตรอนมีสัญญาณโมเลกุลขนาดเล็กที่แยกแยะได้ยากจากสัญญาณของเมทริกซ์ ในกรณีของการถ่ายภาพ MALDI MS สัญญาณจากโมเลกุลที่ไม่ต้องการบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบมักจะรบกวนสัญญาณจากตัววิเคราะห์เป้าหมาย หัวกะทิสูงโดยใช้กำลังการแยกมวลสูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการได้รับการกระจายเชิงพื้นที่ของเป้าหมายวิเคราะห์ที่เชื่อถือได้ สิ่งสำคัญคือต้องรักษาความละเอียดสูงและความแม่นยำของมวลไว้เป็นเวลานาน แม้จะวัดพื้นผิวตัวอย่างที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่และไม่สม่ำเสมอ SpiralTOF™-plus 2.0 เป็น MALDI-TOFMS เพียงตัวเดียวที่ตรงตามข้อกำหนดด้านการถ่ายภาพด้วยความละเอียดมวลสูงมากเป็นพิเศษและระยะการบินไกล เพื่อลดการสูญเสียความละเอียดของมวลอันเนื่องมาจากความไม่เท่ากันของพื้นผิวตัวอย่าง นอกจากนี้ยังรองรับการวิเคราะห์ภาพมวลด้วยความเร็วสูง

การวิเคราะห์การถ่ายภาพด้วยแมสสเปกโตรเมทรีของไขมันในส่วนเนื้อเยื่อสมองของหนูเมาส์

สเปกตรัมมวลเฉลี่ยของส่วนเนื้อเยื่อสมองของหนู

PE: ฟอสฟาทิดิลเอทานอลเอมีน, พีซี: ฟอสฟาทิดิลโคลีน, GalCer: กาแลคโตซิลเซราไมด์
ข้อมูลดังกล่าวได้มาจากโครงการวิจัยร่วมกับ Mass Spectrometry Group, Project Research Center for Fundamental Sciences, Graduate School of Science, Osaka University
ตัวอย่างส่วนเนื้อเยื่อจัดทำโดยห้องปฏิบัติการ Awazu แผนกวิศวกรรมพลังงานและสิ่งแวดล้อมที่ยั่งยืน บัณฑิตวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยโอซาก้า

การถ่ายภาพด้วยมวลสารของพอลิเมอร์

การถ่ายภาพด้วยแมสสเปกโตรเมทรีสามารถนำไปใช้กับโพลีเมอร์ได้ สองจุดถูกเตรียมโดยการเพิ่มสารต้านอนุมูลอิสระสองชนิด - Irgafos 168 (BASF) และ Irganox 1010 (BASF) - ถึง polymethylmethacrylate (PMMA) การฉายรังสีอัลตราไวโอเลตถูกดำเนินการไปยังจุดที่ถูกต้องเท่านั้น และความเสื่อมโทรมของมันถูกมองเห็นได้โดยใช้การถ่ายภาพด้วยแมสสเปกโตรเมทรี สำหรับโพลีเมอร์ เป็นไปได้ที่จะเห็นภาพการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณทั้งในโพลีเมอร์และสารเติมแต่ง นอกจากนี้ยังสามารถจับการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยและการกระจายตัวของสารหลายส่วนได้

ภาพ MS ของ PMMA, Irgafos 168 และ Irganox 1010

JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 2.0 Mass Spectrometry Imaging System (ตัวเลือก)

JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 2.0 Mass Spectrometry Imaging System

การวิเคราะห์โปรตีน

สำหรับการวิเคราะห์โดยละเอียดของโปรตีน ไม่เพียงแต่โปรตีนที่ไม่เสียหายแต่ยังสามารถวิเคราะห์การย่อยด้วยเอนไซม์ของโปรตีนได้อีกด้วย การพิมพ์ลายนิ้วมือแบบมวลเปปไทด์ช่วยให้สามารถระบุโปรตีนได้

มวลสเปกตรัมของทริปติกไดเจสต์ของโบวีนซีรัมอัลบูมิน (BSA) และผลลัพธ์ของการตรวจลายนิ้วมือมวลเปปไทด์

มวลสเปกตรัมของมาตรฐานบีเอสเอทริปติกไดเจสต์ (เทียบเท่า 500 แอมโมล)

ปริมาณ (fmol)	จำนวนเปปไทด์ที่จับคู่/ค้นหา	ความครอบคลุมของลำดับ (%)	คะแนน MASCOT
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

โครงสร้าง 3 มิติของ RCSB PDB (www.rcsb.org) ID 1IGY (Harris, LJ, et al. (1998) J.Mol.Biol. 275: 861-872) ที่สร้างด้วย Protein Workshop (Moreland, et al. (2005) ) BMC ชีวสารสนเทศ 6:21).

การวิเคราะห์โมเลกุลขนาดเล็ก

ก่อนหน้านี้ ระบบ MALDI-TOFMS ไม่เหมาะสำหรับการวิเคราะห์โมเลกุลขนาดเล็ก เนื่องจากพีคที่ได้มาจากเมทริกซ์และสัญญาณรบกวนทางเคมีอย่างต่อเนื่องรบกวนสัญญาณจากโมเลกุลที่วิเคราะห์ ออปติกไอออน SpiralTOF แก้ปัญหาเหล่านี้ได้

การวิเคราะห์ยาแก้หวัดทั่วไป

สัมภาษณ์

สัมภาษณ์ 11
ฉันต้องการทำให้โพลีเมอร์มองเห็นได้

ฮิโรอากิ ซาโตะ: ปริญญาเอก
รองผู้อำนวยการ สถาบันวิจัยเพื่อเคมีที่ยั่งยืน สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอุตสาหกรรมขั้นสูงแห่งชาติ (AIST)

ดร.ซาโต้ได้ติดตามวิวัฒนาการของแมสสเปกโตรมิเตอร์อย่างใกล้ชิดมาเป็นเวลา 30 ปี ด้วยการใช้แมสสเปกโตรมิเตอร์อันล้ำสมัยอย่างเต็มที่ เขาได้ชี้แจงให้กระจ่างถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในโลกของโพลีเมอร์ วิธีการประเมินด้วยความรู้ของเขากำลังจะเพิ่มความแข็งแกร่งให้กับอุตสาหกรรมเคมี