Partenaires

CNRS


Rechercher


Accueil > Plateformes et services > Spectrométrie de masse > Présentation de la plateforme de Spectrométrie de Masse et Protéomique

MALDI

publié le , mis à jour le

PRÉSENTATION GÉNÉRALE

Le MALDI est une méthode d’ionisation, introduite par Karas et Hillenkamp en 1988, permettant d’analyser des molécules de hautes masses moléculaires (peptides, protéines, oligonucléotides, etc.).

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

Actuellement, le mécanisme exact du MALDI ne peut pas être décrit avec précision. Les molécules à analyser sont mélangées à une quantité importante de matrice qui absorbe à la longueur d’onde du laser utilisé, ce qui a pour effet d’évaporer la matrice, entraînant avec elle l’échantillon en phase gazeuse (phénomène de désorption).
Le tir laser permet d’injecter une grande quantité d’énergie concentrée sur une surface très faible. Les molécules ionisées de la matrice transfèrent un proton aux molécules de l’échantillon dans la phase ainsi obtenue.

Cliquez pour agrandir l'image

Mécanisme du MALDI

- Les 3 rôles principaux de la matrice

  • → Favoriser la séparation des molécules en réduisant les forces intermoléculaires.
  • → Absorber l’énergie du faisceau laser, ce qui permet de protéger les molécules cibles.
  • → Favoriser l’ionisation en induisant des transferts de protons.

- Les principales matrices

  • → Acide alpha-cyano-4-hydroxycinnamique (alpha-cyano) pour les peptides et les protéines (4HCCA).
  • → Acide sinapinique (SA) pour les protéines et les polymères.
  • → Acide 2,5-dihydroxybenzoique (DHB) pour les oligosaccharides, les glycopeptides, les glycoprotéines et les polymères.
  • → Acide hydroxy picolinique (HPA) pour les oligonucléotides.

En pratique, l’analyse d’un échantillon en MALDI-TOF consiste à mélanger une solution d’analyte avec une solution de matrice puis à déposer une gouttelette de ce mélange sur une plaque de dépôt.
La gouttelette s’évapore, produisant un co-cristal de matrice et d’analyte, le « dépôt », en forme de disque ou d’anneau. Le spectre est acquis par accumulation de tirs au laser sur le dépôt.

  • Préparation d’une cible

La préparation d’un dépôt sur cible dépend du type d’échantillon à analyser. Suivant l’échantillon, on utilise des techniques de dépôt différentes (voir diaporama ci-dessous).



- Principe de l’analyse MALDI-TOF

Une fois que les ions sont formés, ils sont accélérés à 20 ou 25 kV grâce à une haute tension appliquée sur une grille dans la source. L’accélération les dirige vers un tube de vol où ils volent jusqu’au détecteur. Le tube de vol est maintenu sous vide.
Les ions sont accélérés avec la même énergie, et leur temps de vol est proportionnel à leur vitesse, elle-même fonction du rapport masse/charge (m/z).
Ainsi, les ions ayant un m/z élevé voleront plus lentement que les ions ayant un m/z plus faible. L’arrivée des ions moléculaires à l’extrémité du tube de vol est détectée par un multiplicateur d’électrons et enregistrée (t1).
Le temps zéro (t0) est le temps où la haute tension est appliquée à la source (quelques centaines de nanosecondes après le tir laser). Le temps de vol est lié au rapport m/z par la relation suivante :

m/z = B(t-A)2

Avec : m : masse
z : charge
t : temps de vol (= t1 - t0)
A et B : constantes de calibration
Pour plus de détails sur l’analyseur en temps de vol, rendez-vous à la [partie dédiée aux analyseurs ("Aperçu des analyseurs").->rubrique 95]

- Caractéristiques des MALDI-TOF actuels

  • → Gamme de masse en m/z : 50 à 200 000.
  • → Echantillon déposé de quelques femtomoles à quelques picomoles.
  • → Laser N2 à 337 nm.
  • → Tube de vol : environ 1m – 1m30.
  • → Utilisé en mode positif ou négatif.
  • → Le mode réflectron est plus résolutif que le mode linéaire mais est limité à des m/z < 5000.