Tandemmassaspektrometrinen menetelmä neutraalien isomeeristen oligosakkaridien rakenteen määrittämisessä

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507211856
Title: Tandemmassaspektrometrinen menetelmä neutraalien isomeeristen oligosakkaridien rakenteen määrittämisessä
Author: Juvonen, Minna
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Environmental Sciences
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2011
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507211856
http://hdl.handle.net/10138/28608
Thesis level: master's thesis
Discipline: Livsmedelskemi
Food Chemistry
Elintarvikekemia
Abstract: Tutkimuksen tavoitteena oli ottaa käyttöön tandemmassaspektrometrinen (MS/MS) menetelmä, jolla voidaan analysoida polysakkarideista purkautuneiden oligosakkaridien rakenteita. Tavoitteena oli, että menetelmällä voidaan määrittää glykosidisten sidosten eri asemat monosakkaridirakenteiltaan samanlaisista neutraaleista lineaarisista oligosakkarideista. Kirjallisuustutkimuksessa tarkasteltiin oligosakkaridien rakenteiden määrittämiseen käytettyjä MS/MS-menetelmiä ja oligosakkaridien pilkkoutumisreaktioita MS/MS-analyysissa. Kirjallisuuden perusteella MS/MS-analyysissa oligosakkaridien pilkkoutuminen voi tapahtua joko glykosidisen sidoksen katkeamisella tai monosakkaridirenkaan halkeamisella. Monosakkaridirenkaan pilkkoutumisesta muodostuvia tuoteioneja voidaan käyttää glykosidisen sidoksen aseman määrittämiseen. Kokeellisessa tutkimuksessa selvitettiin aluksi monosakkaridirakenteiltaan isomeerisilla disakkaridimalliaineilla glykosidisen sidoksen sijainnin vaikutus disakkaridin pilkkoutumiseen MS/MS-analyysissa. Tämän jälkeen pyrittiin löytämään tunnetuista tri- ja tetrasakkaridimalliaineista näitä eri sidoksille tyypillisiä tuoteionien jakaumia. Tunnettujen tri- ja tetrasakkaridien pilkkoutuminen yhdenmukaisesti disakkaridien pilkkoutumisen kanssa antaisi mahdollisuuden pitkäketjuisempien oligosakkaridien glykosidisten sidosten tunnistamiseen sovelletulla MS/MS-menetelmällä. MS/MS-analyysit tehtiin ioniloukkumassadetektorilaitteistolla käyttäen sähkösumutusionisaatiota (ESI). Oligosakkaridit määritettiin positiivisella ionisaatiolla litium- ja natriumaddukti-ioneina ja negatiivisella ionisaatiolla kloridiaddukti-ioneina. Vertaamalla tri- ja tetrasakkarideista MS/MS-analyyseissa muodostuneita tuoteioneja disakkarideista muodostuneisiin tuoteioneihin, voitiin sekä positiivisella että negatiivisella ionisaatiolla määrittää oligosakkaridin pelkistävän pään sidoksen asema. Negatiivisella ionisaatiolla tri- ja tetrasakkarideista muodostuneista tuoteioneista voitiin määrittää myös muiden kuin pelkistävän pään sidosten asemia. Positiivisella ionisaatiolla muiden sidosten määrittäminen ei ollut mahdollista, koska rengasfragmentti-ioneja muodostui pääosin oligosakkaridin pelkistävästä päästä. Glykosidisen sidoksen katkeamisesta muodostuneet tuoteionit analysoitiin edelleen MS3-analyysilla. MS3-analyysissa muodostuneista tuoteioneista ei voitu tulkita sidosten asemia, koska lähtöionit koostuivat sekä terminaalisen että pelkistävän pään isomeerisista ioneista.The aim of the present study was to implement a tandem mass spectrometry (MS/MS) method for determining glycosidic bond linkage positions of neutral isomeric glucooligosaccharides. The methods for structural analysis and the fragmentation mechanisms of oligosaccharides in MS/MS-analysis was reviewed. The MS/MS-spectra of oligosaccharide contains glycosidic bond and cross ring cleavage fragment ions. The linkage position can be determined by cross ring cleavage fragment ions of cationized or anionized oligosaccharides. The study started by analyzing the typical MS/MS-spectra of model isomeric disaccharides with different linkage positions. The data was then used to assess the MS/MS-spectra of model tri- and tetrasaccharides. The similarity of MS/MS fragmentation patterns of the model disaccharides and the tri- and tetrasaccharides would enable the linkage position analysis by the applied MS/MS method. The MS/MS-analyses were carried out by using electron spray ionization with ion trap mass spectrometer in both positive and negative mode. In positive mode the oligosaccharides were analyzed as sodium and lithium adduct ions while chloride adduct ions were used in negative mode analysis. The different linkage positions of disaccharides were characterized by the different MS/MS fragmentation profiles in positive and negative ionization methods. The reducing end linkage positions of tri- and tetrasaccharides were easily identified by comparing their MS/MS fragmentation patterns with the MS/MS-spectra of model disaccharides. The other linkages in the tri- and tetrasaccharide were identified by using negative mode. In positive mode the identification of other linkages was not possible because the cross ring cleavage fragment ions were formed mostly from the reducing end. The linkages of tri- and tetrasaccharides could not be identified by MS3-analysis due to formation of isomeric glycosidic bond fragment ions as the charge can be retained in the reducing or non-reducing end. The results indicated that the applied MS/MS method was suitable for determing the glycosidic bond linkages of oligosaccharides in negative mode. In positive mode only the reducing end linkage can be determined.
Subject: disaccharides
oligosaccharides
polysaccharides
mass spectrometry
structural analysis
disakkaridit
oligosakkaridit
polysakkaridit
massaspektrometria
rakenneanalyysi


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record