La desorción / ionización en silicio ( DIOS ) es un método de desorción por láser suave [1] que se utiliza para generar iones en fase gaseosa para el análisis de espectrometría de masas . DIOS se considera el primer enfoque de desorción / ionización láser asistido por superficie basado en superficie (SALDI-MS). Los enfoques anteriores se lograron utilizando nanopartículas en una matriz de glicerol, [2] mientras que DIOS es una técnica sin matriz en la que una muestra se deposita sobre una superficie nanoestructurada (silicio poroso) y la muestra se desorbe directamente de la superficie nanoestructurada mediante la adsorción de energía de luz láser. DIOS se ha utilizado para analizar moléculas orgánicas, metabolitos, biomoléculas y péptidos y, en última instancia, para obtener imágenes de tejidos y células.[3]
Acrónimo | DIOS |
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Clasificación | Espectrometría de masas |
Analitos | Moléculas orgánicas Biomoléculas Polímeros |
Otras tecnicas | |
Relacionados | Desorción láser suave MALDI |
Fondo
La desorción por láser suave es una técnica de ionización suave que desorbe e ioniza las moléculas de las superficies con una fragmentación mínima. Esto es útil para una amplia gama de moléculas pequeñas y grandes y moléculas que se fragmentan fácilmente. Las primeras técnicas de desorción láser suave incluyeron nanopartículas de desorción / ionización láser asistidas por matriz (MALDI) en glicerol. [2] En MALDI, el analito se mezcla primero con una solución de matriz. La matriz absorbe energía del pulso láser y la transfiere al analito, provocando la desorción e ionización de la muestra. MALDI genera iones [M + H] + . [4]
DIOS fue informado por primera vez por Gary Siuzdak , Jing Wei y Jillian M. Buriak en 1999. [1] Fue desarrollado como una alternativa sin matriz a MALDI para moléculas más pequeñas. Debido a que MALDI usa una matriz, los iones de fondo se introducen debido a la ionización de la matriz. Estos iones reducen la utilidad de MALDI para moléculas pequeñas. Por el contrario, DIOS utiliza una superficie de silicio porosa para atrapar el analito. Esta superficie no es ionizada por el láser, por lo que crea una ionización de fondo mínima y, por lo tanto, permite el análisis de moléculas pequeñas. [5] [6]
Aplicaciones
Se ha demostrado que DIOS es un medio ultrasensible para generar y detectar moléculas a nivel de yoctomol, tanto para superficies nanoestructuradas DIOS [7] modificadas con fluorocarbonos como para una tecnología relacionada posterior conocida como espectrometría de masas con iniciador de nanoestructuras y / o imágenes de nanoestructura Espectrometría de masas (NIMS). [3]
Se ha demostrado que DIOS detecta péptidos, productos naturales, pequeñas moléculas orgánicas y polímeros con poca fragmentación. [8]
DIOS se puede utilizar para proteómica . Se ha informado como un método útil de identificación de proteínas. Debido a que no tiene matriz, se puede utilizar para identificar biomoléculas más pequeñas que MALDI. Además, se puede usar para monitorear reacciones en una sola superficie a través de análisis de MS repetidos. La monitorización de la reacción se puede utilizar para seleccionar inhibidores de enzimas. [9]
Se demostró que la presión atmosférica DIOS es una herramienta eficaz para el análisis cuantitativo de fármacos con alta afinidad por protones. [10]
Se ha demostrado el uso de DIOS para obtener imágenes de moléculas pequeñas. Lin He y sus colaboradores obtuvieron imágenes de pequeñas moléculas en las células del hígado de ratón. También utilizaron moléculas marcadoras para obtener imágenes de células cancerosas HEK 293. [11]
Referencias
- ^ a b Wei, Jing; Buriak, Jillian M .; Siuzdak, Gary (mayo de 1999). "Espectrometría de masas de desorción-ionización en silicio poroso" . Naturaleza . 399 (6733): 243–246. doi : 10.1038 / 20400 . ISSN 1476-4687 . PMID 10353246 .
- ^ a b Tanaka, Koichi; Waki, Hiroaki; Ido, Yutaka; Akita, Satoshi; Yoshida, Yoshikazu; Yoshida, Tamio; Matsuo, T. (1988). "Análisis de proteínas y polímeros hasta m / z 100 000 por espectrometría de masas de tiempo de vuelo de ionización láser" . Comunicaciones rápidas en espectrometría de masas . 2 (8): 151-153. doi : 10.1002 / rcm.1290020802 . ISSN 1097-0231 .
- ^ a b Northen, Trent R .; Yanes, Oscar; Northen, Michael T .; Marrinucci, Dena; Uritboonthai, Winnie; Apon, Junefredo; Golledge, Stephen L .; Nordström, Anders; Siuzdak, Gary (octubre de 2007). "Nanoestructuras de clatrato para espectrometría de masas" . Naturaleza . 449 (7165): 1033–1036. doi : 10.1038 / nature06195 . ISSN 1476-4687 . PMID 17960240 .
- ^ Karas, Michael; Krüger, Ralf (2003). "Formación de iones en MALDI: el mecanismo de ionización de racimo". Revisiones químicas . 103 (2): 427–440. doi : 10.1021 / cr010376a . ISSN 0009-2665 . PMID 12580637 .
- ^ Lewis, Warren G .; Shen, Zhouxin; Finn, MG; Siuzdak, Gary (2003). "Desorción / ionización en espectrometría de masas de silicio (DIOS): antecedentes y aplicaciones". Revista Internacional de Espectrometría de Masas . 226 (1): 107-116. Código Bibliográfico : 2003IJMSp.226..107L . doi : 10.1016 / S1387-3806 (02) 00973-9 . ISSN 1387-3806 .
- ^ Peterson, Dominic S. (2007). "Métodos sin matriz para espectrometría de masas de ionización / desorción láser" . Revisiones de espectrometría de masas . 26 (1): 19–34. Código Bibliográfico : 2007MSRv ... 26 ... 19P . doi : 10.1002 / mas.20104 . ISSN 0277-7037 . PMID 16967450 .
- ^ Trauger, Sunia A .; Vaya, Eden P .; Shen, Zhouxin; Apon, Junefredo V .; Compton, Bruce J .; Bouvier, Edouard SP; Finn, MG; Siuzdak, Gary (1 de agosto de 2004). "Alta sensibilidad y captura de analitos con espectrometría de masas de desorción / ionización en silicio poroso sililado" . Química analítica . 76 (15): 4484–4489. doi : 10.1021 / ac049657j . ISSN 0003-2700 . PMID 15283591 .
- ^ Shen, Zhouxin; Thomas, John J .; Averbuj, Claudia; Broo, Klas M .; Engelhard, Mark; Crowell, John E .; Finn, MG; Siuzdak, Gary (2001). "Silicio poroso como una plataforma versátil para la espectrometría de masas de ionización / desorción láser". Química analítica . 73 (3): 612–619. doi : 10.1021 / ac000746f . ISSN 0003-2700 . PMID 11217770 .
- ^ Thomas, JJ; Shen, Z .; Crowell, JE; Finn, MG; Siuzdak, G. (2001). "Desorción / ionización en silicio (DIOS): una plataforma diversa de espectrometría de masas para la caracterización de proteínas" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 98 (9): 4932–4937. Código Bibliográfico : 2001PNAS ... 98.4932T . doi : 10.1073 / pnas.081069298 . ISSN 0027-8424 . PMC 33141 . PMID 11296246 .
- ^ Huikko, K .; Östman, P .; Sauber, C .; Mandel, F .; Grigoras, K .; Franssila, S .; Kotiaho, T .; Kostiainen, R. (2003). "Viabilidad de la desorción / ionización a presión atmosférica sobre espectrometría de masas de silicio en el análisis de fármacos". Comunicaciones rápidas en espectrometría de masas . 17 (12): 1339-1343. Código Bibliográfico : 2003RCMS ... 17.1339H . doi : 10.1002 / rcm.1051 . ISSN 0951-4198 . PMID 12811757 .
- ^ Liu, Qiang; Guo, Zhong; Él, Lin (2007). "Imagen de espectrometría de masas de moléculas pequeñas mediante desorción / ionización en silicio". Química analítica . 79 (10): 3535–3541. doi : 10.1021 / ac0611465 . ISSN 0003-2700 . PMID 17428031 .