质谱技术与质谱仪.ppt

六、生物质谱技术简介生物质谱主要用于解决两个生物大分子的分析问题：其一是精确测定生物大分子，如蛋白质、核苷酸和糖类等的分子量，并提供它们的分子结构信息；其二是对存在于生命复杂体系中的相互作用。按离子源的类型：电喷雾电离（ESI）和基质辅助激光解吸电离（MALDI）第93页，共133页，星期日，2025年，2月5日（一）生物质谱的软电离技术第94页，共133页，星期日，2025年，2月5日1.电喷雾电离（ESI）ESI是在毛细管的出口处施加一高电压，所产生的高电场使从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴，随着溶剂蒸发，液滴表面的电荷强度逐渐增大，最后液滴崩解为大量带一个或多个电荷的离子，致使分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入气相。第95页，共133页，星期日，2025年，2月5日第96页，共133页，星期日，2025年，2月5日特点是一种软电离方式；是产生高电荷离子而不是碎片离子，使质量电荷比（m/z）降低到多数质量分析仪器都可以检测的范围，因而大大扩展了分子量的分析范围；它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等；可以方便地与多种分离技术联合使用，如液质联用（LC－MS）。第97页，共133页，星期日，2025年，2月5日2.基质辅助激光解吸电离（MALDI）基质辅助激光解吸电离工作原理MALDI引入了固体基质，使样品液与基质液混合，滴于靶面，在真空中快速干燥，制成极细的混晶。当激光束照射在涂有样品和基质混晶的靶面上时，基质的有机分子在固态混晶中共振吸收能量，并将能量传递到基质有机物晶体的晶格中，使晶格受到瞬时强烈扰动而解吸出离子或中性分子，并通过这些离子或分子将吸收的能量传递给生物大分子而使其电离。第98页，共133页，星期日，2025年，2月5日MALDIMatrix应具有的特性能够嵌入样品分子间并能起到隔离样品分子之间的相互作用(如形成共结晶);能溶解于可溶解样品分子的溶剂;在真空状态下是稳定的;可吸收激光,既与激光形成共振吸收;可激发样品分子离子化.第99页，共133页，星期日，2025年，2月5日常用基质第100页，共133页，星期日，2025年，2月5日特点基质辅助激光解吸离子化中，激光的能量大量消耗于晶格扰动中，并不是直接作用与生物大分子使之裂解，因此是一种软电离方式；激光采用N2激光源，波长为337nm，为脉冲式工作方式；基质辅助激光解吸电离源与飞行时间质量分析仪所构成的质谱仪，得到的质谱信息主要是分子离子、准分子离子，而碎片离子和多电荷离子较少。第101页，共133页，星期日，2025年，2月5日通常用飞行时间检测器作为质量分析器，构成基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱。可用于生物大分子物质分子量的测定；蛋白质高通量鉴定；有机小分子化合物分子量测定；寡核苷酸的分析；基因的单核苷酸多态性的分析等。第102页，共133页，星期日，2025年，2月5日MALDI-TOFMS抗高盐和非挥发性杂质干扰高通量第103页，共133页，星期日，2025年，2月5日质量范围质谱仪的质量测量范围表示质谱仪所能够进行分析的样品的相对原子质量（或相对分子质量）范围，通常采用以12C来定义的原子质量单位来量度。在非精确测定质量的场合中，常采用原子核中所含质子和中子的总数即“质量数”来表示质量的大小，其数值等于相对质量数的整数。气体质谱仪：2—100u，有机质谱仪：几十—几千

第61页，共133页，星期日，2025年，2月5日分辨率指质谱仪能分辨相邻两个最小质量差的质谱峰的能力，常用R表示。一般定义是：对两个相等强度的相邻峰，当两峰间的峰谷不大于其峰高10%时，则认为两峰已经分开，其分辨率：其中m1、、m2为质量数，故在两峰质量较小时，要求仪器分辨率越大。第62页，共133页，星期日，2025年，2月5日灵敏度质谱仪的灵敏度有绝对灵敏度、相对灵敏度和分析灵敏度等几种表示方法。绝对灵敏度是指仪器可以检测到的最小样品量；相对灵敏度是指仪器可以同时检测的大组分与小组分含量之比；分析灵敏度则是指输入仪器的样品量与仪器输出的信号之比。第63页，共133页，星期日，2025年，2月5日五、质谱图及其判读（一）质谱的表示法质谱表：将质荷比和其相对强度以表的形式表示，以多巴胺的质谱表为例第64页，共133页，星期日，2025年，2月5日质谱图：横坐标为质荷比；纵坐标为离子的相对丰度，又称相对强度。质谱中的最强峰的高度定为100%，其它峰的强度就以该峰为基准。这个最强峰又称基峰。第65页，共133页，星期日，2025年，2月5日（二）质谱峰类型质谱信号十