Aplikace MALDI MS pro analýzu biologicky aktivních látek

RNDr. Kateřina Coufalíková, Ph.D.

Doctoral thesis

MALDI MS applications for analysis of biologically active compounds

Abstract:

Předkládaná práce je věnována stanovení biologicky významných látek pomocí hmotnostní spektrometrie (MS) s laserovou desorpcí a ionizací za účasti matrice (MALDI). První část popisuje vývoj nového multidetekčního systému pro vysokoúčinnou kapalinovou chromatografii (HPLC), který doplňuje konvenčně používanou MS s elektrosprejovou ionizací (ESI) o MALDI MS a MS s laserovou desorpcí za účasti substrátu hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (SALD ICP MS). Komplementární molekulové stanovení v rámci jediné separace bylo realizováno použitím komerčního terčíku MALDI, vyrobeného z vodivého plastu, který je vhodný jak pro MALDI MS, tak i pro SALD ICP MS. Prezentovaný multidetekční systém poskytuje komplexní informaci o metaloproteomických vzorcích. Druhá část práce byla věnována zobrazovací hmotnostní spektrometrii (MSI), a to zejména optimalizaci přípravy vzorku a nanášení matrice pro MALDI MSI. Připravené vzorky byly použity pro testování výkonnosti vysokorychlostního analyzátoru doby letu (TOF) s nově navrženým iontovým zdrojem schopného dosáhnout rychlosti analýzy > 100 pixel s-1 při minimální velikosti pixelu 10 µm. Vyvinutá metoda byla aplikována na MALDI MSI stanovení lipidů a léčiv v řezech myšího mozku a sféroidů.

Abstract:

The presented PhD thesis focuses on the determination of biologically important compounds by matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI MS). The first part presents the development of a new multidetection system for high performance liquid chromatography (HPLC), which supplements conventional MS with electrospray ionization (ESI) by MALDI MS and MS with substrate-assisted laser desorption inductively coupled plasma mass spectrometry (SALD ICP MS). A combination of molecular and elemental determination in single separation was enabled by utilizing a commercial MALDI target. The target, which is made of conductive plastic, is suitable for both MALDI MS and SALD ICP MS. The presented multidetection system provides complex information about metalloprotein samples. The second part of this work is devoted to imaging mass spectrometry (MSI), especially to the optimization of sample preparation and the matrix deposition layers for MALDI MSI. These samples were used for the testing of performance of high-speed high-resolution time of flight (TOF) analyzer using a novel design of the ion source, which reached acquisition speeds ˃ 100 pixel s-1 at minimum spot size 10 μm. The developed method was applied to the determination of lipids and drugs in mouse brain sections and spheroids by means of MALDI MSI.

Keywords

laserová desorpce a ionizace za účasti matrice, MALDI, elektrosprejová ionizace, ESI, laserová desorpce za účasti substrátu s hmotnostní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem, SALD ICP MS, metalomika, zobrazovací hmotnostní spektrometrie, MSI, matrix assisted laser desorption/ionization, MALDI, electrospray ionization, ESI, substrate-assisted laser desorption laser desorption inductively coupled plasma mass spectrometry, SALD ICP MS, metallomics, mass spectrometry imaging, MSI

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 1. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 28. 2. 2019
• Supervisor: prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr., RNDr. Tomáš Matoušek, Ph.D., Ing. Robert Jirásko, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Chemistry (4-years) / Analytical Chemistry