比DNA存储更可怕！你的照片居然可以存储在氨基酸分子溶液里
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实验结果：检索准确率高达99％！ 编写合成代谢组分 我们的合成代谢组由36种化合物组成，包括维生素、核苷、核苷酸、氨基酸、糖和代谢途径中间体。为了将数据写入代谢物混合物中，我们使用声学液体处理器以2.5nL的增量将纯代谢物溶液传输到钢制MALDI板上预先定义的位置。选择2.25 mm节距网格，以与标准wellplate协议兼容。这产生了一个不同代谢物混合物的空间阵列，其中每种混合物中每个化合物的存在（或不存在）编码一位信息。 在蒸发溶剂后，每个数据板包含多达1536个干燥点（图1b），我们可以使用基质辅助激光解吸电离（MALDI）质谱（MS）进行分析。为了预先筛选合成代谢组中的每种化合物，在1400个独特的点上，用36种代谢物的组合混合物写出图版。由于MALDI方案具有化学特异性，因此我们不希望在一组条件下，整个化合物库具有相同的鉴定准确度。我们使用此预筛选来确定具有相同方案的每种代谢物的MS鉴定准确度。 代谢物混合物的离子回旋加速器质谱 使用傅里叶变换离子回旋共振（FT-ICR）质谱仪（SolariX 7T，Bruker）分析结晶混合物阵列。在FT-ICR MS中，脉冲RF激发离子进入周期轨道，其频率由磁场强度和离子质量决定，这使得质量分辨率比飞行时间（ToF）更精细。仪器。在这些实验中，质量分辨率通常为0.001Da。使用FT-ICR MS，即使它们的质量仅相差milli-Daltons ，也可以区分代谢物。 在图2（a）中，显示了包含鸟苷（go）和9-氨基吖啶（9A）基质的斑点的一个正离子MALDI-FT-ICR质谱。质子化的基质加合物在峰1和6（蓝色）处鉴定，连同鸟苷的加合物，标记为（2：Na，3：K，4：2K-H和5：异丙醇（IPA）+ H）。观察到的强度因加合物和种类而异，在图2（b）中，在1024个点上显示了第一个峰值（m / z = 195.0916±0.001处的质子化基质）的强度。
图2.用质谱分析化学数据板。 许多开放获取工具可用于代谢峰的检测和MS质谱的分配。为了清楚地将质谱与二进制数据联系起来，我们考虑了一个基本的检测方案：如果代谢物的质量强度高于某个特定的阈值，则声明它存在，并且其地址的二进制状态设置为1（或0，如果它的质量峰值不存在）。该方法在图2（b）中的1024个斑点中识别出1020个基质质子化峰（≈99.6％）。 作为初始演示，我们选择了6种代谢物的库子集，用于将Nubian ibex的6,142像素二进制图像编码为1024个混合物的阵列。伪随机交织后，将数据映射到存在或不存在山梨醇（SO）、谷氨酸（GA）、色氨酸（TP）、胞苷（CD）、鸟苷（GO）和2-脱氧鸟苷水合物（GH）中。如方法中所述，使用FT-ICR-MS对板进行书写和分析。 图3a显示了240个独立点观测到的质谱背景噪声的空间图和直方图。在进一步分析之前，我们将每个质谱除以其背景σ，这样可以更直接地比较多个位置的信号强度。信号强度是样品制备、分析物和加合物的复杂函数。归一化后，6种代谢物的目标峰显示在图3b中。第一行是其数据包含六位[1 0 0 0 0 0]的点，因此仅存在与第一代谢物（山梨糖醇）相关的m / z峰。类似地，显示了五个其他“一次触发”模式，可以无错误地解码。
图3.质谱背景和噪声考虑因素。 选择阈值3σ作为说明代谢物存在所需的强度。例如，如果我们检查色氨酸[2Mtp+K]+质量（图3c），我们发现该阈值产生96%的正确分类。如图3d所示，还可以对板上的每个点显示该检测方案。板边缘的误差聚类表明MALDI激光位置和液滴点位置之间的微小偏差是误差的来源。 数据板统计分析 在实践中，一个化合物将与多个峰相关联，并且具有不同的信噪比和用途。对于给定的代谢组，研究人员需要确定哪种m/z峰值最适合识别每个库的元素。 （编辑：厦门网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
