MALDI -TOF-MS масс-спектрометры

Матрично-активированная лазерная десорбция/ионизация (MALDI) является одним из методов мягкой ионизации применяемой в масс-спектрометрии. В ходе MALDI анализа, предварительно смешанное с матрицей исследуемое вещество подвергается импульсному лазерному облучению. Обычно используется в сочетании с времяпролетным масс-анализатором. Чувствительность метода: 1 фемтомоль. Верхний рубеж определяемых масс ограничивается пропускаемой способностью анализатора (около 1MDa). В настоящее время метод МАДДИ является основным и наиболее распространённым методом масс-спектрометрического анализа биоорганических веществ.

МАЛДИ масс-спектрометрия применяется для определения нелетучих высокомолекулярных соединений таких как пептиды, белки, углеводы, олигонуклеотиды.

В сочетании с времяпролетными анализаторами (TOF-MS) метод MALDI широко применяется для проведения родо- и видоспецифической идентификации микроорганизмов и лабораторной диагностики инфекционных болезней. Метод MALDI-TOF идентификации микроорганизмов имеет значительные преимущества по сравнению с бактериологическими, иммунологическими и молекулярно-генетическими методами исследования метод MALDI отличают высокая производительность, эффективность и низкая цена. Использование стандартизированных методик MALDI-TOF MS позволяет точно идентифицировать до вида большинство клинически значимых бактерий. При применении этой технологии анализируются спектральные характеристики значительного числа белковых молекул, преимущественно рибосомальных белков, являющихся уникальным «отпечатком пальца» конкретного микроорганизма. Использование техники MALDI-TOF MS также позволяет проводит надежную идентификацию дрожжей.

Для МАЛДИ анализа пробоподготовка включает нанесение смешанного с большим количеством вещества матрицы жидкого раствора изучаемого вещества на специальную металлическую подложку с последующим высушиванием. Изучаемое вещество должно быть сокристаллизовано с матрицей. Подготовленная подложка с пробой вводится в вакуумную камеру времяпролётного масс-анализатора и на ее поверхность воздействуют лазерным импульсом. Под действием лазерного излучения происходит электронное или колебательное возбуждение матрицы в зависимости от того, какой используется лазер. Матрица поглощает ультрафиолетовый свет (свет азотного лазера, длина волны 337 нм) и преобразует его в тепловую энергию. Небольшая часть матрицы (до 100 нм от верхней внешней поверхности аналита на диаграмме) быстро (за несколько наносекунд) нагревается и испаряется вместе с образцом.

Матрица выбирается таким образом, чтобы минимизировать разрушающее воздействие лазера на вещество. Как правило, вещества матрицы на несколько порядков больше, чем изучаемого вещества. Матрица должна эффективно поглощать десорбирующее лазерное излучение.

TOF MS является аббревиатурой для времяпролетной масс-спектрометрии.
На предметном стекле образуются заряженные ионы разного размера. Разность потенциалов V0 между предметным стеклом и землей притягивает ионы в направлении к детектору. Скорость притягиваемых ионов v определяется законом сохранения энергии. Поскольку разность потенциалов V0 постоянна для всех ионов, ионы с меньшим значением m/z (более легкие ионы) и ионы с более высоким зарядом движутся быстрее через дрейфовое пространство, пока не достигнут детектора. Следовательно, время полета иона различается в зависимости от значения отношения массы к заряду (m/z) иона. Метод масс-спектрометрии, использующий это явление, называется времяпролетной масс-спектрометрией.

К преимуществам метода МАЛДИ относится:

• низкая фрагментация высокомолекулярных веществ за счет перевода их в газовую форму и последующей ионизации этих нелетучих соединений;
• возможность работы совместно с времяпролётным масс-анализатором, который не имеет ограничения диапазона регистрируемых масс;
• высокое разрешение и высокая точность определения масс;

Недостатки метода МАЛДИ:

• метод МАЛДИ пригоден только для качественного анализа (плохая воспроизводилось результатов из-за высокой чувствительности процесса сокристаллизации матрицы с анализируемым веществом);
• метод непригоден для анализа летучих веществ и газов;
• сложный подбор матрицы;
• наличие пиков ионов матрицы до 600 а.е.м.