Войти
Схематическое изображение ионизации электрораспылением при лазерной абляции (LAESI) Лазерная абляция ионизация электрораспылением (LAESI ) - это метод ионизации окружающей среды для масс-спектрометрии, который объединяет лазерную абляцию из среднего инфракрасного (средний ИК) лазер с вторичной ионизацией электрораспылением (ESI). Лазер среднего ИК диапазона используется для генерации частиц газовой фазы, которые затем ионизируются посредством взаимодействия с заряженными каплями от источника ESI. LAESI был разработан в лаборатории профессора Акоса Вертеса доктором Питером Немесом в 2007 году и продавался на коммерческом рынке Protea Biosciences, Inc до 2017 года. Fiber-LAESI для анализа отдельных клеток был разработан доктором Биндеш Шреста в лаборатории профессора Вертеса в 2009 году. LAESI - это новый источник ионизации для масс-спектрометрии (МС), который используется для получения изображений растений, тканей, клеточных гранул и даже отдельных клеток методом МС. Кроме того, LAESI использовался для анализа исторических документов и необработанных биологических жидкостей, таких как моча и кровь. Методика LAESI выполняется при атмосферном давлении и, следовательно, преодолевает многие препятствия традиционных методов МС, включая обширные и инвазивные этапы подготовки проб и использование высокого вакуума. Поскольку молекулы и аэрозоли ионизируются за счет взаимодействия с струей электрораспыления, механизм ионизации LAESI аналогичен методам SESI и EESI.
LAESI можно использовать для выполнения МС-анализа многих различных классов соединений, начиная от небольших молекул, таких как фармацевтические препараты, сахариды, липиды и метаболиты, до более крупных биомолекул, таких как пептиды и белки. Также было показано, что LAESI имеет количественный динамический диапазон в 4 декады и предел обнаружения (LOD) 8 фмоль с верапамилом, небольшой фармацевтической молекулой. Метод имеет латеральное разрешение <200 μm for imaging applications and has been used for 3D imaging of plant tissues. Additionally, in cell-by-cell LAESI imaging experiments single cells can be used as the pixels of the molecular image. This LAESI application uses etched optical fibers to produce laser spot sizes of <50 µm to deliver the laser energy and has also been utilized in single cell analysis experiments.
LAESI производит ионы для анализа МС в нормальных атмосферных условиях для проб, содержащих воду. Весь процесс можно разделить на два этапа.
Когда лазерный луч среднего ИК-диапазона направлен на мишень, содержащую гидроксидную группу, мишень будет поглощать энергию этого лазерного луча, что приводит к испарению влаги из целевая область. В мишени происходит мелкомасштабный взрыв, и небольшая часть образца переходит в газовую фазу с помощью короткого (5 нс) лазерного импульса среднего ИК-диапазона (2940 нм). Шлейф расширяется до тех пор, пока не схлопывается в образец из-за давления, оказываемого атмосферой. В этот момент с поверхности образца выбрасывается струя материала. Поскольку средний ИК-диапазон имеет низкую энергию, большинство выброшенных частиц из образца остаются нейтральными.
Источник ионизации электрораспылением (ESI) расположен над образцом для постабляционной ионизации. Струя аблированного материала пересекается и ионизируется струей распыления от источника ESI, расположенного над образцом. Затем ионизированные молекулы попадают в масс-спектрометр для анализа. Поскольку для ионизации используется источник ESI, масс-спектры LAESI аналогичны традиционным спектрам ESI, которые могут показывать многозарядные пики анализируемого вещества, и расширяют диапазон эффективной массы обнаружения до биомолекул размером>100 000 Да.
LAESI можно использовать для проведения экспериментов по визуализации методом МС различных образцов тканей не только в трех измерениях, но и во времени. Аналогичным образом, LAESI можно использовать для приложений мониторинга процессов, поскольку для выполнения каждого отдельного анализа требуется менее 2 секунд. Из-за скорости анализа LAESI этот метод подходит для быстрого, чувствительного и прямого анализа водных образцов в 96- и 384-луночных микропланшетах. Эти анализы также могут выполняться на жидких образцах, таких как биологические жидкости, содержащие пептиды, белки, метаболиты и другие биомаркеры для клинических, диагностических и исследовательских рабочих процессов. Технология LAESI позволяет проводить высокопроизводительный анализ этих типов проб, а использование внутренних стандартов и калибровочных кривых позволяет проводить абсолютное количественное определение целевых биомолекул.
Это Методика требует очень небольшой пробоподготовки или совсем не требует ее и обладает высокой чувствительностью. Этот метод ионизации не требует внешней матрицы. Следовательно, пространственное разрешение не ухудшается из-за наличия матричного кристалла, что обеспечивает высокое пространственное разрешение. Этот метод ионизации можно проводить на естественной и неровной биологической поверхности. Наконец, поскольку лазерная абляция и ионизация электронным распылением работают независимо, ими можно независимо управлять для достижения большего разрешения.
LAESI - это относительно новый метод для тех образцов, которые содержат воду и относительно стабильны.. Однако у него есть ограничения для тех образцов, которые имеют более низкое содержание воды. Например, этот метод плохо ионизирует сухую кожу, ногти, зубы и кости; это связано с низким содержанием воды в этих образцах. Кроме того, для этого требуется относительно большая область отбора проб по сравнению с некоторыми другими распространенными методами ионизации.
