Surface functionalization with biological molecules, such as peptides or proteins, is a very promising method for developing new biomaterials with many potential applications. However, due to their chemical complexity, the characterization of biological materials is often a very challenging task. In this context, time-of-flight secondary ion mass spectrometry is a very helpful characterization tool due to its ability to provide very detailed spatially resolved chemical information of the topmost layer. The peculiar emission/ion formation mechanisms involved in ToF-SIMS analysis often do not allow the detection of the molecular ion of proteins and peptides, providing a rich fragmentation pattern, which is difficult to be related to the surface composition using a univariate approach, due to the relevant number of peaks in the SIMS spectra of peptides and proteins and the slight differences in intensities between different samples. Therefore, we used multivariate analysis to extract the information contained in the ToF-SIMS spectra of four peptides with high amino acid sequence similarity along the peptide chain. The reference peptide (TAT1) is a 12-unit sequence of six amino acids (GRKKRRQRRRPS). The other three peptides have been obtained by inserting a bAla-H dipeptide (carnosine) in three different positions inside the TAT1 chain, namely, GRKKRRQRRRPS-bAla-H (TAT1-Car), bAla-HGRKKRRQRRRPS (Car-TAT1), and GRKKRRQ-bAla-H-RRRPS (T-Car-T). We show that these peptides can be distinguished by ToF-SIMS combined with multivariate data analysis.

中文翻译：

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包含细胞穿透序列的肽的飞行时间 SIMS 研究。

用生物分子（如肽或蛋白质）进行表面功能化是一种非常有前途的方法，可用于开发具有许多潜在应用的新型生物材料。然而，由于它们的化学复杂性，生物材料的表征通常是一项非常具有挑战性的任务。在这种情况下，飞行时间二次离子质谱法是一种非常有用的表征工具，因为它能够提供最顶层非常详细的空间分辨化学信息。ToF-SIMS 分析中涉及的特殊发射/离子形成机制通常不允许检测蛋白质和肽的分子离子，提供丰富的碎片模式，这很难使用单变量方法与表面成分相关，由于肽和蛋白质的 SIMS 光谱中的相关峰数以及不同样品之间强度的细微差异。因此，我们使用多变量分析来提取沿肽链具有高氨基酸序列相似性的四种肽的 ToF-SIMS 光谱中包含的信息。参考肽 (TAT1) 是一个由 6 个氨基酸组成的 12 单元序列 (GRKKRRQRRRPS)。其他三种肽是通过在 TAT1 链内的三个不同位置插入 bAla-H 二肽（肌肽）获得的，即 GRKKRRQRRRPS-bAla-H (TAT1-Car)、bAla-HGRKKRRQRRRPS (Car-TAT1) 和 GRKKRRQ -bAla-H-RRRPS (T-Car-T)。我们表明，这些肽可以通过 ToF-SIMS 结合多变量数据分析来区分。因此，我们使用多变量分析来提取沿肽链具有高氨基酸序列相似性的四种肽的 ToF-SIMS 光谱中包含的信息。参考肽 (TAT1) 是一个由 6 个氨基酸组成的 12 单元序列 (GRKKRRQRRRPS)。其他三种肽是通过在 TAT1 链内的三个不同位置插入 bAla-H 二肽（肌肽）获得的，即 GRKKRRQRRRPS-bAla-H (TAT1-Car)、bAla-HGRKKRRQRRRPS (Car-TAT1) 和 GRKKRRQ -bAla-H-RRRPS (T-Car-T)。我们表明，这些肽可以通过 ToF-SIMS 结合多变量数据分析来区分。因此，我们使用多变量分析来提取沿肽链具有高氨基酸序列相似性的四种肽的 ToF-SIMS 光谱中包含的信息。参考肽 (TAT1) 是一个由 6 个氨基酸组成的 12 单元序列 (GRKKRRQRRRPS)。其他三种肽是通过在 TAT1 链内的三个不同位置插入 bAla-H 二肽（肌肽）获得的，即 GRKKRRQRRRPS-bAla-H (TAT1-Car)、bAla-HGRKKRRQRRRPS (Car-TAT1) 和 GRKKRRQ -bAla-H-RRRPS (T-Car-T)。我们表明，这些肽可以通过 ToF-SIMS 结合多变量数据分析来区分。参考肽 (TAT1) 是一个由 6 个氨基酸组成的 12 单元序列 (GRKKRRQRRRPS)。其他三种肽是通过在 TAT1 链内的三个不同位置插入 bAla-H 二肽（肌肽）获得的，即 GRKKRRQRRRPS-bAla-H (TAT1-Car)、bAla-HGRKKRRQRRRPS (Car-TAT1) 和 GRKKRRQ -bAla-H-RRRPS (T-Car-T)。我们表明，这些肽可以通过 ToF-SIMS 结合多变量数据分析来区分。参考肽 (TAT1) 是一个由 6 个氨基酸组成的 12 单元序列 (GRKKRRQRRRPS)。其他三种肽是通过在 TAT1 链内的三个不同位置插入 bAla-H 二肽（肌肽）获得的，即 GRKKRRQRRRPS-bAla-H (TAT1-Car)、bAla-HGRKKRRQRRRPS (Car-TAT1) 和 GRKKRRQ -bAla-H-RRRPS (T-Car-T)。我们表明，这些肽可以通过 ToF-SIMS 结合多变量数据分析来区分。