Die Massenspektrometrie (MS) ist aufgrund ihrer Geschwindigkeit, hohen Auflösung und Empfindlichkeit ein wertvolles Analysewerkzeug für das Hochdurchsatz-Screening. Kürzlich haben Forscher des Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) eine Hochdurchsatz-MS-Plattform entwickelt, die ein In-situ-Screening fettsäureproduzierender Stämme ermöglicht.
Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Talanta.
Die vorgeschlagene Plattform nutzt Laserablations-Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie (LAESI-MS) zur direkten Profilierung von Triglycerid (TAG)-Spezies in kolonialen zellulären Lipidtröpfchen von Aurantiochytrium sp. Die Ionisationsquelle, eine der Kernkomponenten der MS-Plattform, integriert ein Hochenergie-Lasermodul und ein Elektrospray-Modul.
Das Lasermodul dient der Ablation von Koloniezellen und der Desorption von Molekülen aus zellulären Lipidtröpfchen, wodurch molekulare Fahnen erzeugt werden, während das Elektrospray-Modul die durch Laserablation erzeugten molekularen Fahnen ionisiert.
Im Arbeitsablauf der Plattform wird die Laserquelle präzise auf eine einzelne Kolonie von der Agarplatte fokussiert. Die Laserenergie trägt die Koloniezellen ab und desorbiert sie, was zur Bildung einer molekularen Wolke führt. Anschließend wird die Wolke durch das Elektrospray ionisiert, wodurch die Moleküle in Ionen umgewandelt werden. Abschließend werden die entstehenden Ionen mit einem Massenspektrometer analysiert.
Diese MS-Plattform ermöglicht eine schnelle, hocheffektive Probenahme und Ionisierung von TAG-Molekülen. Die Verteilung der Fettsäuren wird anhand der TAG-Intensitäten in zellulären Lipidtröpfchen von Kolonien auf Agarplatten geschätzt. Bemerkenswert ist, dass eine schnelle Probenahmerate von ≤ 2 s pro Probenahmepunkt und ≤ 13,69 % relative Standardabweichung (RSDs) des relativen Gehalts an Fettsäuren realisiert wurde.
Die MS-Plattform wurde zur Analyse der Stämme Phaeodactylum tricornutum und Yarrowia lipolytica eingesetzt und hat ihre Fähigkeit zum Hochdurchsatz-Screening unter Beweis gestellt, was sie zu einem effizienten Werkzeug für die Bioproduktion von Fettsäuren macht.
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Huan Liu et al, Eine Hochdurchsatzplattform ermöglicht das In-situ-Screening fettsäureproduzierender Stämme mithilfe der Laserablations-Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie und eines Python-Pakets, Talanta (2023). DOI: 10.1016/j.talanta.2023.125234