レーザーアブレーションエレクトロスプレーイオン化質量分析における高効率粒子移動のための遠隔アブレーションチャンバー

Remote ablation chamber for high efficiency particle transfer in laser ablation electrospray ionization mass spectrometry.

• Marjan Dolatmoradi
• Jarod A Fincher
• Andrew R Korte
• Nicholas J Morris
• Akos Vertes

抄録

中赤外レーザーパルスで駆動するレーザーアブレーションエレクトロスプレーイオン化 (LAESI) は、最小限のサンプル前処理で生体組織の直接分析を可能にします。専用のリモートアブレーションチャンバーが開発され、サンプルと質量分析計のインレットの間を近接させる必要がなくなりました。これにより、大型または不規則な形状の物体の分析が可能となり、顕微鏡イメージングのための追加光学系を組み込むことができるようになった。ここでは、新たに設計された円錐型内容積アブレーションチャンバーの特性評価について報告する。その結果、大きな粒子(>7.5μm)と小さな粒子(<6.5μm)の両方の透過効率が大幅に向上しました。300fmolの検出限界と3桁のダイナミックレンジを含む、改善された分析上のメリットの数値が確立されました。粒子の滞留時間は、分析物シグナルのFWHMで測定され、2.0秒から0.5秒に短縮され、より高いアブレーション率と分析時間の短縮を可能にしました。合計6種類のグルコシノレート（シニグリン、グルコナピン、プロゴイトリン、グルコイベリン、グルコラファニン、グルコヒルスチン）が植物サンプルから検出され、再設計されたアブレーションチャンバーの方がイオン量が2倍から8倍高くなった。

Laser ablation electrospray ionization (LAESI) driven by mid-infrared laser pulses allows the direct analysis of biological tissues with minimal sample preparation. Dedicated remote ablation chambers have been developed to eliminate the need for close proximity between the sample and the mass spectrometer inlet. This also allows for the analysis of large or irregularly shaped objects, and incorporation of additional optics for microscopic imaging. Here we report on the characterization of a newly designed conical inner volume ablation chamber working in transmission geometry, where a reduced zone of stagnation was achieved by tapering the sample platform and the chamber outlet. As a result, the transmission efficiency of both large (>7.5 μm) and smaller particulates (<6.5 μm) has increased significantly. Improved analytical figures of merit, including 300 fmol limit of detection, and three orders of magnitude in dynamic range, were established. Particle residence time, measured by the FWHM of the analyte signal, was reduced from 2.0 s to 0.5 s enabling higher ablation rates and shorter analysis time. A total of six glucosinolates (sinigrin, gluconapin, progoitrin, glucoiberin, glucoraphanin, and glucohirsutin) were detected in plant samples with ion abundances higher by a factor of 2 to 8 for the redesigned ablation chamber.