Flex应用专题 | 解锁蛋白质谱前处理自动化的无限潜能

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質譜分析

一種測量離子質荷比的分析技術。其目的是透過測量氣相離子的質荷比和豐度來確定樣品中存在的化學物質的數量和類型。

需要質譜分析的工作流程:

  • 蛋白質鑑定與表徵:確定蛋白質的一級結構和翻譯後修飾。
  • 定量蛋白質體學:量測不同樣本之間蛋白質表達水准的變化。
  • 小分子分析:包括藥物代謝研究、殘留分析、環境污染物檢測。

進行質譜分析的方法:


MALDI-TOF(基質輔助雷射解吸/電離--飛行時間質譜,Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization – Time of Flight)

MALDI-TOF 是一種 「軟電離 」技術,非常適合分析蛋白質和勝肽等大型生物分子,而不會造成碎裂。透過將樣品與基質混合並使用雷射脈衝,它可以使樣品離子化。它的主要優勢在於能夠快速分析大分子,因此在蛋白質體學和微生物鑑定方面特別有用。

電噴霧電離(Electrospray Ionization, ESI)

ESI 的工作原理是將樣品溶液通過高壓針,產生帶電液滴,從而產生離子。它的多功能性非常突出,可以電離從小分子到大蛋白質的各種化合物。 ESI 與液相層析法(LC)相容,可實現無縫分離和後續 MS 分析,是代謝組學和脂質組學的首選。

串聯質譜法(Tandem Mass Spectrometry, MS/MS)

MS/MS 分為兩個階段,首先分離離子,然後將選定的離子進行碎片化,最後對碎片進行分析。其優點在於提供詳細的結構信息,尤其是勝肽的結構資訊。透過瞄準特定離子並監測其碎片,MS/MS 提供了無與倫比的特異性和精確性,使其在蛋白質組學和精確定量分析方面具有無可估量的價值。

質譜樣品製備

為質譜分析準備生物樣本的過程。這包括從複雜混合物中提取、純化和濃縮相關分子。其主要目的是確保樣本的形態適合質譜分析,不含可能幹擾質譜讀數的污染物,且濃度足以被檢測到。

如何實現質譜樣品製備過程的自動化:

  • 移液工作站:這些工作站可以自動進行移液,減少人為錯誤並提高通量。
  • 自動化SPE系統: 無需人工幹預即可處理萃取和淨化步驟。
  • 整合系統: 有些系統可以整合樣品製備過程中從萃取到淨化到濃縮的多個步驟。

质谱样品制备从未如此简单

OT-2是一款台式液体处理器,设计易于使用,足够灵活,可以自动化许多常见应用。

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質譜儀樣品製備自動化比手動移液的優勢:

  1. 一致性與可重複性: 自動化減少了人為錯誤帶來的可變性。
  2. 吞吐量更高: 自動化系統可同時處理多個樣品,提高效率。
  3. 降低污染風險: 減少人工處理意味著減少引入污染物的機會。
  4. 節省時間: 自動化可讓研究人員專注於數據分析和解釋,而不是重複性的樣品製備任務。

資源聚焦

Opentrons 可協助您透過 OT-2和Opentrons Flex的開源協議實現質譜樣品製備自動化

質譜聯用技術


氣相層析質譜法(Gas Chromatography-Mass Spectrometry, GC-MS)

氣相層析質譜儀專門分析揮發性和熱穩定性化合物。它融合了氣相層析法的分離能力和質譜法的鑑定能力,通常用於法醫、環境監測和風味分析。它的優點在於利用完善的庫對有機化合物進行精確鑑定。     

液相層析質譜法(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS)

液相層析質譜法將質譜法的適用範圍擴展到熱敏性和非揮發性化合物。透過將液相層析的廣泛分離能力與詳細的質譜分析相結合,液相層析質譜法在蛋白質體學、藥物開發和代謝物分析中變得非常有價值。它能夠處理更大、更多樣化的分子,彌補了 GC-MS 的不足。

GC-ms LC-ms
概述 氣相層析與質譜聯用 液相層析與質譜聯用
樣品類型 揮發性和熱穩定化合物 非揮發性和熱不穩定化合物
電離技術 電子轟擊電離(EI)、化學電離(CI) 電噴霧電離(ESI)、大氣壓力化學電離(APCI)
應用 法醫學、環境監測、藥物檢測、風味分析 蛋白質體學、藥物開發、代謝物分析
複雜性與維護 中等;維護主要集中在柱子和質譜的條件上 較高;可能出現柱子堵塞和污染
解析度 高(取決於柱子和儀器) 高(取決於柱子和儀器)
典型用途 藥物檢測、環境污染物、代謝組學 生物分子、勝肽、藥物、大型有機分子
檢測器靈敏度 對揮發性化合物靈敏度高 靈敏度高,尤其是現代檢測器,適用於更廣泛的化合物
優點 對各種揮發性有機化合物有效,方法成熟且有完整的資料庫 適用範圍廣,可以處理較大和更多樣的化合物
限制 僅限於揮發性和熱穩定化合物,電離時可能產生碎片化使光譜複雜化 由於多步驟操作,可能導致樣品流失或降解,靈敏度可能受基質效應影響

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