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ionización por pulverización láser

Esquema de LSI La ionización por pulverización láser se refiere a uno de los diversos métodos para crear iones mediante la interacción de un láser con una pulverización de partí...

Esquema de LSI

La ionización por pulverización láser se refiere a uno de los diversos métodos para crear iones mediante la interacción de un láser con una pulverización de partículas neutras [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] o la ablación de material para crear una columna de partículas cargadas. [ 4 ] Los iones así formados pueden separarse por m/z mediante espectrometría de masas . La pulverización láser es una de las diversas fuentes de iones que pueden acoplarse a la cromatografía líquida-espectrometría de masas para la detección de moléculas de mayor tamaño. [ 5 ]

Tipos de ionización por pulverización láser

Spray neutro

En una versión de la interfaz de pulverización láser, se produce vaporización explosiva y formación de niebla cuando una solución acuosa que emana de la punta del capilar de acero inoxidable es irradiada desde el lado opuesto del capilar por un láser infrarrojo de 10,6 μm . [ 1 ] Se pudieron detectar señales iónicas débiles cuando se muestreó la pluma a través del orificio de muestreo de iones. Cuando se aplicó un alto voltaje (3–4 kV) al capilar de acero inoxidable, aparecieron señales iónicas fuertes. Se encontró que las abundancias iónicas eran órdenes de magnitud mayores que las obtenidas por ionización por electrospray convencional en el caso de soluciones acuosas. Este enfoque de ionización por pulverización láser es un híbrido de tres técnicas básicas para la generación de iones gaseosos a partir de la fase condensada, es decir, activación súbita de energía, nebulización y la acción de un campo eléctrico. [ 1 ]

La espectrometría de masas por pulverización láser puede reflejar fielmente las características de las biomoléculas en fase líquida . Se ha aplicado con éxito para evaluar las afinidades de unión entre proteínas y ADN .

La ionización por láser en aerosol presenta una mayor eficiencia que la ionización por electrospray convencional (ESI). [ 1 ] En particular, la sensibilidad aumentó en más de un orden de magnitud en los modos de iones negativos. También se observó que esta técnica ofrece un beneficio potencial para muestras de baja concentración debido al efecto de condensación de la gota formada por la irradiación láser. Cuanto mayores sean las energías de solvatación de los iones metálicos con carga triple, más intensas serán las señales iónicas. [ 6 ]

ionización por pulverización láser

La ionización por láser (LSI) es una técnica de espectrometría de masas relativamente nueva, comúnmente utilizada con biomoléculas, como las proteínas. Este método es similar a la desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI) a presión atmosférica, ya que implica una mezcla de analito y matriz . También presenta características de la ionización por electrospray, produciendo un espectro de masas similar. Inicialmente se pensó que el mecanismo implicaba la producción inducida por láser de cúmulos de matriz/analito altamente cargados que, tras la evaporación de la matriz, producen iones mediante el mismo mecanismo que la ESI. La capacidad de la LSI para ablacionar proteínas a presión atmosférica permite formar múltiples iones cargados con una resolución de masa de 100 000 cuando se acopla a un espectrómetro de masas de cuadrupolo Orbitrap . [ 7 ] Las ventajas de usar LSI incluyen una técnica de ionización sin disolventes, adquisición rápida de datos, facilidad de uso y una fragmentación mejorada mediante carga múltiple. [ 8 ]

ionización de entrada por pulverización láser

Esquema de LSII

Debido a las recientes innovaciones en la técnica de pulverización láser, ha surgido un nuevo método de ablación láser mediante pulverización. La ionización por entrada de pulverización láser (LSII) implica la ablación de una muestra de matriz/analito a presión atmosférica , y el proceso de ionización tiene lugar en un tubo capilar de transferencia de iones ubicado en la entrada del espectrómetro de masas . [ 9 ] El método LSII también se conoce como ionización por vacío de pulverización láser (LSIV). [ 10 ]

Aplicaciones

La ionización de entrada asistida por matriz (MAII) ha demostrado que el láser no es necesario para el proceso de ionización. Los iones se forman cuando el analito de la matriz se introduce en el vacío de un espectrómetro de masas a través de una abertura de entrada. LSI es un subconjunto de MAII y ahora se denomina ionización de entrada por pulverización láser (LSII). [ 11 ] [ 12 ] La ionización de entrada por pulverización láser y la ionización de entrada asistida por matriz se pueden acoplar a un analizador de masas de resonancia ciclotrónica de iones por transformada de Fourier (FT-ICR) para mejorar la detección de péptidos y proteínas . [ 13 ]

Referencias

  1. 1 2 3 4 Hiraoka, Kenzo (abril de 2004). "Pulverización láser: desorción/ionización láser asistida por matriz y campo eléctrico". Journal of Mass Spectrometry . 39 (4): 341– 50. Bibcode : 2004JMSp...39..341H . doi : 10.1002/jms.621 . ISSN 1076-5174 . PMID 15103647 .  
  2. Blakley, C; McAdams, M; Vestal, M (1978). "Combinación de cromatógrafo líquido de haz cruzado y espectrómetro de masas". Journal of Chromatography A. 158 : 261–276 . doi : 10.1016 /S0021-9673(00)89972-0 .
  3. Murray, KK; DH Russell (1994). "Ionización por pulverización láser para espectrometría de masas biológica". American Laboratory . 26 (9): 38– 44.
  4. 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): 362–7 . doi : 10.1074/mcp.M900527-MCP200 . PMC 2830846. PMID 19955086 .  
  5. Hiraoka, Kenzo; Saito, Shimpei; Katsuragawa, Jun; Kudaka, Ichiro (1998-09-15). "Una nueva interfaz de cromatografía líquida/espectrometría de masas: pulverización láser" . Rapid Communications in Mass Spectrometry . 12 (17): 1170– 1174. Bibcode : 1998RCMS...12.1170H . doi : 10.1002/(sici)1097-0231(19980915)12:17 < 1170::aid-rcm297 > 3.0.co ; 2-o . ISSN 1097-0231 . 
  6. Kojima, T.; Kudaka, I.; Sato, T.; Asakawa, T.; Akiyama, R.; Kawashima, Y.; Hiraoka, K. (1999-11-15). "Observación de cúmulos de iones metálicos con carga triple mediante electrospray y láser" . Rapid Communications in Mass Spectrometry . 13 (21): 2090– 2097. Bibcode : 1999RCMS...13.2090K . doi : 10.1002/(sici)1097-0231(19991115)13:21 < 2090::aid-rcm758 > 3.0.co ; 2-e . ISSN 1097-0231 . PMID 10523765 .  
  7. Inutan, ED; Richards, AL; Wager-Miller, J.; Mackie, K.; McEwen, CN; Trimpin, S. (20 de septiembre de 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 . PMC 3033668. PMID 20855542 .  
  8. Wang, Beixi; Lietz, Christopher B.; Inutan, Ellen D.; Leach, Samantha M.; Trimpin, Sarah (junio de 2011). "Producción de iones altamente cargados sin disolvente mediante ionización por pulverización láser: un enfoque de análisis totalmente libre de disolventes a presión atmosférica". Analytical Chemistry . 83 (11): 4076– 4084. doi : 10.1021/ac2000576 . PMID 21520968 . 
  9. Richards, AL; Lietz, CB; Wager-Miller, J.; Mackie, K.; Trimpin, S. (18 de enero de 2012). "Localización e imágenes de gangliósidos en secciones de tejido cerebral de ratón mediante entrada de ionización por láser" . The Journal of Lipid Research . 53 (7): 1390– 1398. doi : 10.1194/jlr.D019711 . PMC 3371251. PMID 22262808 .  
  10. Lutomski, Corinne A.; El-Baba, Tarick J.; Inutan, Ellen D.; Manly, Cory D.; Wager-Miller, James; Mackie, Ken; Trimpin, Sarah (julio de 2014). "Ionización por pulverización láser con geometría de transmisión utilizando una entrada de presión atmosférica" . Analytical Chemistry . 86 (13): 6208– 6213. doi : 10.1021/ac501788p . PMC 4082395. PMID 24896880 .  
  11. McEwen, Charles N.; Pagnotti, Vincent S.; Inutan, Ellen D.; Trimpin, Sarah (2010). "Nuevo paradigma en ionización: formación de iones con carga múltiple a partir de una matriz sólida sin láser ni voltaje". Analytical Chemistry . 82 (22): 9164– 9168. Bibcode : 2010AnaCh..82.9164M . doi : 10.1021/ac102339y . PMID 20973512 . 
  12. Inutan, Ellen D.; Trimpin, Sarah (2013). "Ionización asistida por matriz al vacío (MAIV), un nuevo método de ionización para el análisis de materiales biológicos mediante espectrometría de masas" . Molecular & Cellular Proteomics . 12 (3): 792– 796. doi : 10.1074/mcp.M112.023663 . PMC 3591669. PMID 23242551 .  
  13. Nyadong, Inutan, Wang, Hendrickson, Trimpin y Marshall (2013). "Espectrometría de masas FT-ICR de alto campo acoplada a ionización por láser y matriz para el análisis de péptidos y proteínas". Journal of the American Society for Mass Spectrometry . 24 (3): 320– 328. Bibcode : 2013JASMS..24..320N . doi : 10.1007/s13361-012-0545-1 . PMID 23381687. S2CID 39268941 .  {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )