Matris Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonu Nedir?
Uçuş Zamanlı-Kütle Spektrometresi (MALDI-TOF-MS)
Kütle spektrometresinde, MALDI, minimum parçalanma ile büyük moleküllerden iyonlar oluşturmak için bir lazer enerjisi emici matris kullanan bir iyonizasyon tekniğidir. (Vikipedi)
Kütle spektrometresi, numunelerin yüklü moleküllere iyonize edildiği ve kütle/yük oranının (m/z) ölçülebildiği analitik bir tekniktir. MALDI-TOF kütle spektrometresinde, iyon kaynağı matris destekli lazer desorpsiyon / iyonizasyon (MALDI) ve kütle analizörü uçuş süresi (TOF) analizörüdür.
MALDI, analit moleküllerini parçalamadan gaz fazına dönüştürmek için küçük moleküllerden oluşan bir matrise bir lazerle çarpan yumuşak bir iyonizasyondur. Bazı biyomoleküller çok büyüktür ve ısıtıldıklarında ayrışabilirler ve geleneksel teknikler makromolekülleri parçalayacak veya yok edecektir. MALDI, peptitler, lipidler, sakkaritler veya diğer organik makromoleküller gibi biyomolekülleri analiz etmek için uygundur.
MALDI Çalışma İlkesi
Yukarıdaki şekilde, analit, genellikle iletken bir metalden yapılan ve uygulanacak birkaç farklı numune için noktalara sahip olan, hedef olarak adlandırılan katı bir yüzey üzerinde biriken çok büyük bir matris bileşiği fazlalığına gömülüdür. Çok kısa bir lazer darbesinden sonra, ışınlanan nokta hızla ısıtılır ve titreşimsel olarak uyarılır. Numune yüzeyinden enerjisel olarak kesilen matris molekülleri, lazer enerjisini emer ve analit moleküllerini de gaz fazına taşır. Ablasyon işlemi sırasında, analit molekülleri genellikle yakındaki matris molekülleri ile protonlanarak veya protondan arındırılarak iyonize edilir. En yaygın MALDI iyonizasyon formatı, analit moleküllerinin tek bir pozitif yük taşımasıdır.
MALDI’de Kullanılan Lazer Türleri
Hem ultraviyole (UV) hem de kızılötesi (IR) dalga boylarında lazerler kullanılmaktadır, ancak UV lazerleri analitik MALDI’de açık ara en önemli ışık kaynaklarıdır.
MALDI’de Doğru Matris Seçimi Neden Önemlidir?
Matrisin birinci işlevinin esasen analit moleküllerini seyreltmek ve birbirinden izole etmek olduğuna inanılmaktadır. Bu, solventin buharlaşması ve birlikte katı bir çözeltinin oluşumu sırasında meydana gelir. Daha sonra, lazer ışınlaması üzerine, enerji emilimi için bir aracı olarak işlev görür. Doğru matrisin seçimi MALDI’deki başarının anahtarıdır. Genel olarak, yüksek polar analitler yüksek polar matrislerle daha iyi çalışır ve polar olmayan analitler tercihen polar olmayan matrislerle birleştirilir.
Doğrusal TOF Analizörü ve Reflektör TOF Analizörü
Teorik olarak, tüm iyonlara aynı başlangıç kinetik enerjisi verilir, böylece alan serbest bölgesi boyunca sürüklendikten sonra, o anda dedektörde aynı m/z’ye sahip iyonlar. Ancak pratikte darbe tüm iyonlar tarafından aynı yoğunlukta hissedilmez ve bu nedenle aynı m/z değerlerine sahip tüm iyonlar ideal hızlarına ulaşmaz. Bu sorunu düzeltmek için, genellikle sürüklenme bölgesinin sonuna bir yansıma uygulanır. Reflektör, iyonları uçuş tüpü boyunca genellikle hafif yer değiştirmiş bir açıyla geri itebilen yüksek voltajlı bir dizi halka elektrottan oluşur.
Farklı kinetik enerjiye sahip iyonlar, yansıtıcıdan ters yöne atılmadan önce, yansıtıcıya farklı derinliklere nüfuz eder. Daha fazla kinetik enerji taşıyan daha hızlı iyonlar, daha yavaş olanlardan daha uzun bir yol kat edecek ve bu nedenle, daha az enerji taşıyan daha yavaş iyonlara göre reflektron içinde daha fazla zaman harcayacaktır. Bu şekilde, dedektör aynı kütledeki iyonları (yaklaşık) aynı zamanda alır. Böylece, TOF kütle analizörü için bu tasarım, çözünürlüklerini önemli ölçüde artırdı. Ancak, Reflectron TOF analizörü, elektrik alanında hayatta kalabilecek kadar kararlı olmayan analitler için uygun değildir.
MALDI MS için tipik uygulamalar şunları içerir, ancak bunlarla sınırlı değildir:
- Biyokimya ve Moleküler Biyoloji
- Organik Kimya
- Polimer Analizi
- Mikrobiyoloji
Kaynaklar:
