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LESA Plus,成就你的第四维度分离

TVNM - LESA - LESAPlus: 


多通道纳喷离子源 (TriVersa NanoMate®,简称 TVNM) 是 Advion 公司研发的一款基于芯片的多通道纳升电喷雾离子化 (Chip-based nanoESI) 技术。它是集液相色谱 (LC)、质谱 (MS)、芯片纳升注射 (Chip-based Infusion)、馏分收集 (Fraction Collection) 和液滴萃取表面分析 (LESA) 等众多优异功能于一身的新型高端质谱产品。

 

LESAPlus 添加了第五种功能 -- 用于液滴萃取表面分析后的进一步分离,对复杂体系、抗体分析、蛋白分析等等添加了新的第四维度的分离。

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硅基微刻蚀喷嘴用于纳喷和微喷 LC/ESI-MS

 

纳升电喷雾的一项优势是即使基质存在,待测组分仍有良好的离子化效率(均衡的响应)。但在流速超过20 nL/min 时,离子化效率就会大幅下降,即纳喷源与常规 LC 联用时,失去了纳升电喷雾在灵敏度和离子抑制方面的优势。

 

Advion 的硅基电喷雾芯片能够很好地适应微喷级 LC/MS 的应用,有着与纳升电喷雾级别相当的极佳的离子化效率。使用带400个(20x20)喷嘴的硅基芯片进行测试,喷嘴内径有市售的4.1和5.5 μm ID,以及特制的9.5和13.5 μm ID四种,流量范围为50 nL/min(纳喷)至10 μL/min(微喷),对如此高出典型纳喷流量的(微升)电喷雾离子化效率进行评估。

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LC/MS 对比实验中,不同流量下去甲替林(Nortryptiline,m/z 264.2)的 XIC 谱图,喷嘴内径13.5 μm ID,经 C18 柱分离

在 LC/MS 对比实验中,随着流量的加大,去甲替林(Nortryptiline)的信号强度并没有下降。这表明从低到高的全流量范围都能得到最佳的离子化效率(信号强度受色谱压缩/峰形和离子化效率的影响)。
 

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通过 SIMON 模拟的喷嘴出口处的电场示意图


在对液滴施加高电压同时,对芯片表面(即地)施加低电压,使得电场线在喷嘴出口处集中,其绝对强度明显高于其他以质谱进样口接地的喷雾方式,更高的电场强度也意味着更高的离子化效率和更高的水相梯度的雾化效率
 

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LESAPlus:LESA & nano-LC 分离


TriVersa NanoMate 具有的液滴萃取表面分析(LESA)功能可对多种样品表面进行快速直接的纳升电喷雾分析。最新推出的 LESAPlus 允许用户通过 ChipSoftX 软件的开发工具包继续实现 LESA 之后的 nano-LC 进一步分离,非常适合于组织切片等生物样品的复杂组分的直接分析。

对药物和代谢产物的识别灵敏度更高
对蛋白和多肽的适用范围更广
空间分辨率更高(400 µm 或0.4 mm)
同质异构分子的分离
经衍生化或酶切改造的样品表面

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LESAPlus 的构造原理简图


TriVersa NanoMate 的纳升电喷雾性能极其优越,通过其发表的文献已有数百篇。与传统的 LC/MS 系统相比,更适用于通量分析复杂的生物基质样品,以发掘更加丰富的化学和生物学信息。(即更快、更准、更高通量、更复杂、更丰富

 

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细菌和真菌的液滴萃取表面分析


液滴萃取表面分析(LESA)可用于组织切片、植物体、医疗设备、薄层板和干血斑卡片中的小分子、脂质和蛋白质检测。一些近期发表的研究展示了通过 LESA 对单独/共培养的细菌和真菌中的蛋白质、抗生素、代谢产物和毒素进行原位分析的成果。
 

来自英国伯明翰大学和英国国家物理实验室的研究人员发现,无论是否与样品直接接触,是否经过气相的离子迁移谱分析,LESA-MS 方法都可以表征琼脂培养基中细菌的蛋白质。Randall 等通过“自上向下”的蛋白质组学分析发现了6种蛋白,覆盖率为13-40%,其功能涵盖了从逆境相关到 DNA 结合。

 

他们认为:该方法有助于微生物学研究,可用于观察细菌生长、传播及其对外部因素的反应(如药物和 pH 值)。

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通过 LESA 方法对琼脂样品进行分析的示意图

通过液滴萃取的非接触式
不通过萃取的直接接触式
非接触式的覆盖范围为3.68 mm
接触式的覆盖范围为0.55 mm
 

来自耶拿大学 Max Planck 化学生态研究所的研究人员利用 LESA-MS 方法筛选5种表达噻唑肽的菌株释放的抗生素。培养7天后,对生成的菌落用 LESA-MS 方法进行直接取样分析,结果检出了多硫霉素、硫代阿宾素 A/B、硫霉素III和去甲氧基硫霉素。作者认为,LESA 可用于细菌表面的抗生素检测,并能为信号分子的增加、出现、功能等提供解答。
 

来自耶拿大学和 Leibnitz 研究所的团队的后续工作表明,他们能够对在对峙实验中彼此接触的不同真菌的相互作用进行研究。

 

Menezes 等发现,单一真菌区和接触区的数据有明显不同,这意味着两种真菌存在相互作用或竞争。

 

他们认为:直到现在,我们才真正能够研究生长在同一平板上的不同菌落的体内化学相互作用,即使琼脂表面被菌丝覆盖仍可以进行直接检测,因为使用的乙酸乙酯溶剂溶解了菌丝。我们通过 LESA-HRMS 方法在无样品制备的前提下对真菌的相互作用进行了分析。
 

LESA-MS 方法也用于毒理学研究,如检测取自狗呕吐物的发霉木片上的娄地青霉素 C(Roquefortine C),以诊断狗出现的颤抖、摇晃和出汗等症状的原因。在本例中,LESA-MS 的分析证实了娄地青霉素 C 的出现,这说明木片上的霉斑属于青霉菌类。

 

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通过 LESA-MS 方法分析取自狗呕吐物的发霉木片


由 LESA 搭载的摄像头拍摄的木片表面处的液滴照片(黄色箭头)。
通过质谱分析数据,分辨率100,000(10万),提取出了 m/z 390.1925的娄地青霉素 C(Roquefortine C)的信号。(通过 QQQ 串联四级杆质谱进行 MS/MS 验证的数据未显示)。
娄地青霉素 C(Roquefortine C)的结构图,它是一种由青霉菌生成的毒枝菌素,会使狗出现颤抖、摇晃等症状。

Advion 的 TriVersa NanoMate 全自动离子源具有 LESA 功能,其对样品表面直接取样与电喷雾离子化的特点,尤其适合分析活菌落和真菌的相互作用。它可以检测有机小分子如药物、代谢产物和信号分子,生物大分子如抗菌肽和蛋白质,并能对微生物的功能和相互作用研究提供新的见解。