Войти
SESI-MS SUPER SESI в сочетании с Thermo Fisher Scientific-Orbitrap Вторичная ионизация электрораспылением (SESI) - это окружающая среда метод ионизации для анализа следовых концентраций паров, при котором наноэлектрораспыление производит заряжающие агенты, которые сталкиваются с молекулами анализируемого вещества непосредственно в газовой фазе. В последующей реакции переносится заряд и пары ионизируются, большинство молекул протонируются (в положительном режиме) и депротонируются (в отрицательном режиме). SESI работает в сочетании с масс-спектрометрией или спектрометрией ионной подвижности.
Тот факт, что следовые концентрации газов при контакте с струей электрораспыления были эффективно ионизированы, впервые был замечен Фенном и коллеги, когда они отметили, что крошечные концентрации пластификаторов вызывают интенсивные пики в их масс-спектрах. Однако только в 2000 году эта проблема была переосмыслена как решение, когда Хилл и его коллеги использовали электрораспыление для ионизации молекул в газовой фазе и назвали этот метод вторичной ионизацией электрораспылением. В 2007 году почти одновременные работы Зеноби и Пабло Синуэса впервые применили SESI к анализу дыхания, положив начало плодотворной области исследований. При чувствительности в диапазоне низких значений ppt v (10), SESI использовался в других приложениях, где важно обнаружение паров с низкой летучестью.
Обнаружение веществ с низкой летучестью в газовой фазе важно, потому что более крупные молекулы, как правило, имеют более высокое биологическое значение. Виды с низкой летучестью упускаются из виду, поскольку их технически сложно обнаружить, так как они имеют очень низкую концентрацию и имеют тенденцию конденсироваться во внутренних трубопроводах инструментов. Однако по мере того, как эта проблема решена и новые инструменты могут работать с более крупными и более конкретными молекулами, возможность выполнять в режиме реального времени анализ молекул, естественно выделяющихся в воздухе, даже при незначительных концентрациях, привлекает внимание к этому. ионизационная техника.
Схема вторичного механизма ионизации электрораспылением В первые дни существования SESI обсуждались два механизма ионизации: модель взаимодействия капля-пар постулирует, что пары адсорбируются в ионизация электрораспылением (ESI) капель, которые затем повторно испускаются по мере сжатия капли, точно так же, как обычные жидкофазные аналиты образуются при ионизации электрораспылением; с другой стороны, модель взаимодействия иона с паром постулирует, что молекулы и ионы или небольшие кластеры сталкиваются, и в этом столкновении передается заряд. Доступные в настоящее время коммерческие источники SESI работают при высоких температурах, чтобы лучше справляться с низколетучими веществами. В этом режиме нанокапли из электроспрея очень быстро испаряются, образуя ионные кластеры в равновесии. Это приводит к реакциям ион-пар, преобладающим в большей части области ионизации. Поскольку заряженные ионы происходят из нанокапель, и ни в какой точке процесса ионизации и создания ионизирующих агентов не участвуют высокоэнергетические ионы, фрагментация в SESI чрезвычайно низка, и результирующие спектры очень чистые.. Это обеспечивает очень высокий динамический диапазон, в котором пики низкой интенсивности не подвержены влиянию более многочисленных частиц.
Некоторые связанные методы: лазерная абляция, ионизация электрораспылением, реакция переноса протона масс-спектрометрия и масс-спектрометрия с проточной трубкой с выбранными ионами.
Анализ дыхания в реальном времени Основная особенность SESI заключается в том, что он может обнаруживать крошечные концентрации с низкой летучестью виды в реальном времени с молекулярной массой до 700 Да, попадающие в область метаболомики. Эти молекулы естественным образом выделяются живыми организмами и обычно обнаруживаются как запахи, а это означает, что их можно анализировать неинвазивно. SESI в сочетании с масс-спектрометрией высокого разрешения предоставляет биологически значимую информацию с временным разрешением о живых системах, в которые не нужно вмешиваться. Это позволяет легко фиксировать изменение их метаболизма во времени и их реакцию на контролируемые раздражители.
SESI широко используется для анализа дыхательных газов для обнаружения биомаркеров и исследований in vivo фармакокинетики :
открытие биомаркера Широко сообщалось об идентификации бактерий по их летучим органическим соединениям отпечаткам пальцев. После разработки библиотек паровых профилей, SESI-MS зарекомендовала себя как надежный метод идентификации бактерий в клеточных культурах и инфекций in vivo в образцах дыхания. Другие исследования включают: дифференциацию in vivo критических возбудителей Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa. или дифференциальное обнаружение среди устойчивых к антибиотикам S. aureus и его неустойчивых штаммов. Сообщалось также об обнаружении бактериальной инфекции через другие жидкости, такие как слюна.
Многие хронические респираторные заболевания не имеют соответствующего метода мониторинга и дифференциации между стадиями заболевания. SESI-MS использовался для диагностики и различения обострений по образцам дыхания хронической обструктивной болезни легких. Метаболическое профилирование образцов дыхания позволило точно дифференцировать здоровых людей от идиопатического легочного фиброза или пациентов с обструктивным апноэ во сне.
SESI-MS в настоящее время изучается как неинвазивная система обнаружения биомаркеров рака в дыхании. Предварительное исследование позволяет дифференцировать пациентов, страдающих неоплазией груди.
Летучие вещества, выделяющиеся из кожи, могут быть обнаружены путем отбора проб окружающего ее газа, что обеспечивает быстрый метод обнаружения метаболических изменений жирных кислот паттерны состава.
Неинвазивный мониторинг лекарственных средств Для изучения фармакокинетики необходим надежный метод из-за сложной природы матрицы образцов, будь то плазма, моча или дыхание. Недавние исследования показывают, что вторичная ионизация электрораспылением (SESI) является мощным методом мониторинга кинетики лекарств с помощью анализа дыхания. Поскольку дыхание производится естественным путем, можно легко собрать несколько точек данных. Это позволяет значительно увеличить количество собранных точек данных. В исследованиях на животных этот подход SESI может снизить количество жертвоприношений животных, создавая при этом фармакокинетические кривые с непревзойденным временным разрешением. У людей неинвазивный анализ дыхания SESI-MS может помочь изучить кинетику лекарств на индивидуальном уровне. Мониторинг экзогенно интродуцированных видов позволяет отслеживать их специфический метаболический путь, что снижает риск выбора мешающих факторов.
метаболомики in vivo Введение известных стимулов, таких как специфические метаболиты изотопно-меченых соединений или другие источники стресса вызывают метаболические изменения, которые можно легко контролировать с помощью SESI-MS. Некоторые примеры, если это включает: профилирование летучих соединений культур клеток; и метаболические исследования для растений или следовых метаболических путей человека.
Другие приложения, разработанные с помощью SESI-MS, включают:
