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Ionización asistida por matriz

Esquema de ionización de entrada En espectrometría de masas , la ionización asistida por matriz (también ionización de entrada ) es una técnica de ionización de baja fragmentaci...

Esquema de ionización de entrada

En espectrometría de masas , la ionización asistida por matriz (también ionización de entrada ) es una técnica de ionización de baja fragmentación (suave) que implica la transferencia de partículas del analito y de la muestra de matriz desde la presión atmosférica (PA) al tubo de entrada calentado que conecta la región de PA con el vacío del analizador de masas . [ 1 ] [ 2 ]

La ionización inicial se produce a medida que disminuye la presión dentro del tubo de entrada.

La ionización de entrada es similar a la ionización por electrospray en que se utiliza un sistema de disolvente de fase inversa y los iones producidos están altamente cargados, sin embargo, no siempre se necesita un voltaje o un láser. [ 3 ] Es un proceso altamente sensible para moléculas pequeñas y grandes como péptidos , proteínas [ 3 ] y lípidos [ 4 ] que se pueden acoplar a un cromatógrafo líquido .

Las técnicas de ionización de entrada se pueden utilizar con un analizador de masas Orbitrap , un espectrómetro de masas de transformada de Fourier Orbitrap , un cuadrupolo de trampa lineal y MALDI-TOF .

Tipos de ionización de entrada

Ionización de entrada asistida por matriz

Esquema de ionización de entrada asistida por matriz (MAII)

En la ionización de entrada asistida por matriz (MAII), se utiliza una matriz , que puede ser un disolvente, a temperatura ambiente con el analito de interés como una mezcla. La mezcla matriz/analito se introduce en el tubo de entrada calentado golpeando la mezcla en el extremo abierto del tubo. Para que se produzcan los iones altamente cargados del analito a partir de la ionización, debe ocurrir la desolvatación de las moléculas de la matriz. Las matrices que se pueden utilizar incluyen: [ 4 ] ácido 2,5-dihidroxibenzoico , 2,5-dihidroxiacetofenona , alcohol 2-aminobencílico , ácido antranílico y 2-hidroxiacetofenona .

ionización de entrada por Laserspray

Esquema de LSII

La ionización por entrada láser (LSII) es un subconjunto de MAII y utiliza un método de desorción/ionización láser asistida por matriz ( MALDI ). Originalmente se denominaba desorción/ionización láser asistida por matriz a presión atmosférica, pero se renombró como LSII para evitar confusiones con MALDI y porque se descubrió que era un tipo de ionización de entrada. [ 3 ] [ 5 ] Como todas las técnicas de ionización de entrada, se producen iones con carga múltiple elevada. Se utiliza un láser de nitrógeno para ablacionar la matriz sólida/analito en el tubo de entrada calentado; los iones observados se generan en la superficie de la matriz/analito, por lo que el láser no participa directamente en la ionización como se pensaba originalmente. [ 4 ] LSII puede determinar pesos moleculares de proteínas y se ha descubierto que detecta masas de proteínas de hasta 20 000 Da . La sensibilidad de LSII para la detección de proteínas es un orden de magnitud mayor que la de ESI . [ 6 ]

ionización de entrada asistida por solvente

Esquema de SAII

La ionización de entrada asistida por solvente (SAII) es similar a la ionización de entrada asistida por matriz, pero la matriz es un solvente como agua, acetonitrilo y metanol . [ 3 ] Esta técnica de ionización es altamente sensible a moléculas pequeñas, péptidos y proteínas. [ 3 ] El analito se disuelve en el solvente y puede introducirse en el tubo de entrada calentado mediante una columna capilar o inyectarse directamente en el tubo de entrada con una jeringa o pipeteando. La columna capilar está hecha de partículas de sílice fundida con un extremo sumergido en el solvente de la muestra y el otro en el extremo del tubo de entrada calentado. El solvente fluye a través de la columna capilar sin necesidad de una bomba debido a la diferencia de presión entre la presión ambiente y el vacío. [ 7 ]

La temperatura en el tubo de entrada puede variar de 50  °C a 450  °C, utilizándose la temperatura más baja si los resultados obtenidos a una temperatura más alta presentan una buena resolución. [ 4 ] La ionización de entrada asistida por solvente puede acoplarse no solo a la cromatografía líquida (LC), sino también a la nano LC.

Ventajas de la ionización de entrada

La ionización a presión atmosférica suele provocar una pérdida de iones durante su transferencia desde la región de presión ambiente al vacío del analizador de masas. [ 8 ] La pérdida de iones se debe a la dispersión del aerosol de analito y a la «pérdida en el borde», lo que provoca que menos iones lleguen al vacío para que se produzca la separación m/z . La ionización inicial se produce en la región de presión subatmosférica del tubo de entrada calentado, que está conectado directamente al vacío del analizador de masas, por lo que se reduce la pérdida de iones, ya que no se produce la transferencia de los mismos.

En LSII, el uso del láser aumenta la calidad de imagen de los resultados al producir una mejor resolución espacial . [ 4 ] Esto es donde se crean más píxeles y por lo tanto se obtiene una imagen más clara.

Se producen iones con carga múltiple, lo que amplía aún más el rango de masas.

Se pueden utilizar varios métodos para fragmentar moléculas y obtener información estructural mediante la fragmentación : disociación por transferencia de electrones (ETD), disociación inducida por colisión (CID) y disociación por captura de electrones (ECD).

Cuando se utiliza un láser, solo se necesitan pequeños volúmenes. [ 9 ]

Referencias

  1. Trimpin, Sarah (2015) .Espectrometría de masas de ionización " mágica" . Revista de la Sociedad Americana de Espectrometría de Masas . 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). "Avances en ionización para espectrometría de masas". Analytical Chemistry . 89 (1): 372– 388. doi : 10.1021/acs.analchem.6b04348 . ISSN 0003-2700 . PMID 28105828 .  
  3. 1 2 3 4 5 Pagnotti, Vincent S.; Inutan, Ellen D.; Marshall, Darrell D.; McEwen, Charles N.; Trimpin, Sarah (2011). "Ionización de entrada: un nuevo enfoque altamente sensible para cromatografía líquida/espectrometría de masas de moléculas pequeñas y grandes". Analytical Chemistry . 83 (20): 7591– 7594. doi : 10.1021/ac201982r . ISSN 0003-2700 . PMID 21899326 .  
  4. 1 2 3 4 5 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). "Ionización asistida por matriz: nuevos compuestos de matriz aromáticos y no aromáticos que producen iones de lípidos, péptidos y proteínas con carga múltiple en modo positivo y negativo observados directamente desde superficies" . Journal of the American Society for Mass Spectrometry . 23 (10): 1625– 1643. Bibcode : 2012JASMS..23.1625L . doi : 10.1007/s13361-012-0413-z . ISSN 1044-0305 . PMID 22895857 .  
  5. Trimpin, S.; Inutan, ED; Herath, TN; McEwen, CN (2009). "Ionización por pulverización láser, un nuevo método MALDI a presión atmosférica para producir iones en fase gaseosa altamente cargados de péptidos y proteínas directamente a partir de soluciones sólidas" . Molecular & Cellular Proteomics . 9 (2): 362– 367. doi : 10.1074/mcp.M900527-MCP200 . ISSN 1535-9476 . PMC 2830846. PMID 19955086 .   
  6. Inutan, ED; Richards, AL; Wager-Miller, J.; Mackie, K.; McEwen, CN; Trimpin, S. (2011). "Ionización por pulverización láser, un nuevo método para el análisis de proteínas directamente a partir de tejido a presión atmosférica con resolución de masa ultraalta y disociación por transferencia de electrones" . Molecular & Cellular Proteomics . 10 (2) M110.000760. doi : 10.1074/mcp.M110.000760 . PMC 3033668. PMID 20855542 .  
  7. Wang, Beixi; Trimpin, Sarah (2014). "Entrada de ionización asistida por solvente de alto rendimiento para su uso en espectrometría de masas". Analytical Chemistry . 86 (2): 1000– 1006. doi : 10.1021/ac400867b . ISSN 0003-2700 . PMID 24093975 .  
  8. Sheehan EW, Willoughby RC. 13 de junio de 2006. Patente estadounidense 7,060,976.
  9. Inutan, ED; Richards, AL; Wager-Miller, J.; Mackie, K.; McEwen, CN; Trimpin, S. (2010). "Ionización por pulverización láser, un nuevo método para el análisis de proteínas directamente a partir de tejido a presión atmosférica con resolución de masa ultraalta y disociación por transferencia de electrones" . Molecular & Cellular Proteomics . 10 (2) M110.000760. doi : 10.1074/mcp.M110.000760 . ISSN 1535-9476 . PMC 3033668. PMID 20855542 .   
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