基质辅助激光解析电离飞行时间质谱一e测试

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基质辅助激光解析电离飞行时间质谱

2021-12-01 13:19:39 0 1031

质谱分析原理

质谱方法(Mass Spectroscope,MS)是通过正确测定蛋白质分子的质量而进行蛋白质分子鉴定、蛋白质分子的修饰和蛋白质分子相互作用的研究。质谱仪通过测定离子化生物分子的质荷比便可得到相关分子的质量。但长期以来，质谱方法仅限于小分子和中等分子的研究，因为要将质谱应用于生物大分子需要将之制备成气相带电分子，然后在真空中物理分解成离子。但如何使蛋白分子经受住离子化过程转成气相带电的离子而又不丧失其结构形状是个难题。

概述

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)是近年来发展起来的一种新型的软电离生物质谱，其无论是在理论上还是在设计上都是十分简单和高效的。已广泛应用于多肽、蛋白质、低聚核苷酸和低聚糖。1992年Karas等又把MALDI-TOF-MS用于合成高分子分子量与分子量分布的测定。

原理

MALDI-TOF-MS的基本原理可简单的描述为:被测高分子样品或生物大分子以一定的比例与一小分子基质化合物溶液相混合。使得所测样品以单分子状态分散在基质中。干燥后，一脉冲激光照射到基质和样品上，由于在这一激光波长下，样品有吸收，而基质有强烈的吸收，所以基质吸收能量而激发解吸，由于能量高，激发过程导致基质爆炸，从而使样品链被逐出并离子化。这一过程并不导致高分子发生链断裂，通常只生成分子离子以及分子离子的多聚体。离子化的分子在强电场的作用下被加速，获得动能(KE)，然后沿飞行管无场区飞行，离子的飞行服从如下方程:

即离子的质量与其飞行时间的平方成正比。通过已知分子量的样品来校正常数k ，即可通过测量离子在管中的飞行时间来求其分子量，由于用脉冲激光作为电离手段，容易实现精确计时，一般与飞行时间质谱仪相结合。

特点

(1) 质量检测范围宽

(2) 质量的准确度高，

(3) 样品量只需1mol甚至更少

(4) 分析速度快，分子离子峰强，信息直观

(5) 对样品要求很低，能忍耐较高浓度的盐、缓冲剂和非挥发性杂质。

应用

1. 生物领域

a. 微生物分类和鉴定

在感染性疾病治疗过程中，特别是临床样本中的病院微生物鉴定，临床微生物学实验室是临床医生的重要合作伙伴，细菌种类的鉴定可以指导抗生素的合理选择。在药物敏感性实验协助下，临床医生可以确定哪些抗生素是有效的、哪些抗生素可以成功控制感染。采用MALDI-TOF MS技术可以实现不同培养条件下分离的广谱临床微生物的高效和精准的鉴定。因此，对抗菌素治疗来说，一种快速而准确的抗菌鉴定方法是非常关键的。

b. 抗生素耐药性检测

MALDI-TOF MS还可用于抗菌敏感性试验（AST）。许多科学家设计了用MALDI-TOF质谱分析AST的多种方法。

① 抗生素降解检测

② 检测抗生素耐药菌株的特殊标志物

③ 细菌表型耐药性分析

c. 通过MALDI-TOF MS肽/蛋白质谱进行细菌的分型

鉴定微生物的局限性

MALDI-TOF-MS鉴定丝状真菌的主要局限性在于参考谱。菌谱信息库的持续更新和样本恰当的富集方法是将增加MALDI-TOF-MS在微生物鉴定中的作用和应用潜力。

d. 检测酶活性

2. 高分子研究中的应用

a. 高分子分子量及其分布的测定

由于MALDI-TOFMS中的检测器对被测分子的分子量没有限制，因而可直接从检测的分子离子峰的质量数得到样品中每一根分子链的分子量，并根据谱峰强度计算平均分子量和分子量分布。

b. 末端基的测定

从分子离子峰的质量数还可以推断出高分链的末端基结构。从其质量数可推断出该类预聚物含有几种不同的反应末端基，从谱峰强度可得到各类末端基的相对含量。

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