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糖基化是向蛋白质和其他生物分子中添加碳水化合物分子的过程,是在生命系统中发现的最常见的翻译后修饰之一。据一些估计,人体中发现的蛋白质中有50%以上是通过糖基化修饰的。存在许多糖基化途径,因为它们的多样性不仅限于糖的身份;它们的连接键(O或N连接的聚糖),链长(多糖键的长短)和聚糖链的支链也可能不同。糖基化分子在细胞识别中起着至关重要的作用,因为细胞用来彼此区分的是细胞表面的聚糖。由于某些遗传性疾病,获得性(非遗传性)疾病和癌症具有特定的细胞表面聚糖谱,因此可以利用它来确定单个细胞和整个生物的健康状况。准确鉴定,分类和检测这些聚糖可以改善诊断,并指导从业人员为其患者寻求最有效的疗法。

基质辅助激光解吸电离(MALDI)


质谱(MS)是用于分子分析的强大工具。分子在磁场中被电离,使它们向检测器板加速并碰撞。分子的加速度取决于其质量和电荷。如果知道电荷,则可以通过与其加速度相对应的检测器信号来确定质量。分子电离的最简单方法是电子撞击,其中高能电子与分子碰撞以产生带电物质。该方法的缺点是靶分子发生碎裂(键断裂)的可能性很高。尽管这种碎片化对研究较小的有机分子可能是有益的,但由于这些碎片可以诊断某些官能团,因此这种碎片化所引起的光谱复杂性对于较大,更复杂的分析物将很快变得不堪重负。对于大的生物分子,例如糖蛋白或糖脂,需要一种具有最小片段化的较温和的电离方法。基质辅助激光解吸电离(MALDI)是实现这一目标的方法。将分析物的溶液嵌入(溶解并干燥)在基质上,该基质被仔细清洁的金属板称为MALDI板(左图)。基质通常由含有共轭电子和至少一个酸性质子的有机分子组成(对于酸敏感性样品,也可以使用碱性基质分子)。在此分析物-基质混合物上照射强大的激光会引起解吸,使分析物从被基质分子层包围的表面释放出来。一旦解吸,基质分子将通过质子化或去质子化,根据基质成分在分析物上产生电荷。现在带电的分析物将受到质谱仪内存在的磁场的影响,并朝着检测器板加速。

飞行时间(TOF)质谱(MS)


上一段的重点是在引入质谱仪之前将感兴趣的分析物电离,但是质谱仪本身呢? 对于MALDI仪器,一种这样的质谱仪设置应包括飞行时间(TOF)MS(右图)。 在此系统中,检测器距离子源的已知距离。 一旦在离子源处被电离,分析物将朝着检测器加速并与检测器碰撞; 分析物到达检测器所需的时间将取决于其质荷比。 如果知道离子的电荷,则可以从这段飞行时间中准确确定质量。 该质量可用于确定所讨论离子的身份。 与其他质谱仪布局相比,TOF的优势包括提高的准确性和质量分辨率,更高的灵敏度以及在查看各种分子质量时增加的动态范围。

甘氨酸提取与基质辅助激光解吸电离:应用与自动化

在进行MALDI-TOF-MS分析之前,需要从与之共价键合的蛋白质上切除聚糖成分。 从母体蛋白中提取聚糖的化学和酶促途径均存在。 这些提取完成后,即可使用固相提取(SPE)进行聚糖本身的分离。 在这种情况下,例如,固相吸附剂将选择性地结合在中性条件下存在于溶液中的聚糖,但会在酸性条件下释放它们,从而使聚糖从本体溶液中分离出来。 分离后,分析物可能必须溶解在与质谱兼容的替代溶剂中,这需要干燥步骤。 对于MALDI电镀,需要将基质和分析物混合物小心地添加到MALDI板上,这些添加的顺序和时间在所得质谱图的质量中起着重要作用。

所有这些步骤都需要人工干预,并且可能非常耗时。 聚糖的裂解可以包括许多添加,混合,加热和孵育步骤。 SPE过程需要柱条件,样品上样,洗涤和洗脱,这些步骤包括添加之前的柱平衡。 对于MALDI点样,样品的镀层是一项微妙而费力的工作,需要跟踪板上的分析物和基质混合物。 由于这些原因,许多实验室都转向自动化液体处理工作站,以自动化其样品制备来进行质谱分析。 这些系统增加了工作流程和通量,提高了整体实验室效率和样品周转时间。 如果您想进一步了解这些液体处理工作站如何简化您的流程,请与我们的Aurora团队联系

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