赤外線マトリックス支援レーザー脱着/イオン化質量分析における核酸のイオン安定性

2.94ミクロンの波長の赤外線レーザー光を備えたマトリックス支援レーザー脱着/イオン化質量分析（MALDI-MS）が、核酸の分析に使用されています。最大26のヌクレオチド、最大100ヌクレオチド、最大合成RNAオリゴマー、最大104のヌクレオチドのRNA転写産物までのオリゴデオキシヌクレオチドのスペクトルが提示されています。オリゴデオキシヌクレオチドの分析における主な問題は、塩基の喪失に関連していることがわかった。4つの塩基を含むオリゴデオキシノクレオチドとは対照的に、オリゴチミジル酸の安定性は、塩基の損失がN-グリコシド結合の安定性を低下させるA、C、およびGプロトン化と相関していることを示しています。実験では、ホスホジエステル基からイオン化可能な塩基へのプロトンの移動により、脱着プロセス中にN-グリコシド結合の破損がおそらく発生することを示しています。RNAは、2'-OHグループが存在するため、MALDI-MSで大幅に高い安定性を示しました。その結果、最大142ヌクレオチドの長さのRNA転写産物のシグナルは、MALDI-MSによって検出される可能性があります。ホスホジエステルバックボーン上の正の対イオンの分布、上部質量制限、および質量精度を含む方法の技術的詳細については、多くの潜在的な分析アプリケーションとともに説明します。

Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI-MS) with infrared laser light of a wavelength of 2.94 microns has been used for the analysis of nucleic acids. Spectra of oligodeoxynucleotides up to 26 nucleotides, oligothymidylic acids up to 100 nucleotides as well as different synthetic RNA oligomers and RNA transcripts up to 104 nucleotides are presented. A main problem in the analysis of oligodeoxynucleotides was found to be related to the loss of bases. The stability of oligothymidylic acids as opposed to oligodeoxynucleotides containing all four bases indicates that the loss of bases is correlated with A, C and G protonation which decreases the stability of the N-glycosidic bond. Experiments indicate that the breakage of the N-glycosidic bond probably occurs during the desorption process due to proton transfer from the phosphodiester groups to the ionizable bases. RNA displayed a significantly higher stability in MALDI-MS due to the presence of a 2'-OH group. Consequently, signals of RNA transcripts with a length of up to 142 nucleotides could be detected by MALDI-MS. Technical details of the method, including the distribution of positive counterions on the phosphodiester backbone, the upper mass limit and mass accuracy are discussed along with a number of potential analytical applications.