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二手質譜相關醫學生物質譜技術
發表時間:2020/5/27 15:39:33  |  點擊率:83

二手質譜相關醫學生物質譜技術

生命科學被譽為21世紀的最前沿科學之一,隨著人類第一張基因序列草圖的完成和發展,生命科學的研究也將進入一個嶄新的後基因組學,即蛋白質組學時代。正如基因草圖的提前繪製得益於大規模全自動毛細管測序技術一樣,後基因組研究也將會借助於現代生物質譜技術等得到迅猛發展。

技術的出現使傳統的主要用於小分子物質研究的質譜技術發生了革命性的變革。它們具有高靈敏度和高質量檢測範圍,使得在pmol(10-12)甚至fmol(10-15)的水平上準確地分析分子量高達幾萬到幾十萬的生物大分子成為可能,從而使質譜技術真正走入了生命科學的研究領域,並得到迅速的發展。   以下主要介紹與生物醫學有關的幾項 二手質譜技術

電噴霧質譜技術

電噴霧質譜技術(ESI-MS)是在毛細管的出口處施加一高電壓,所產生的高電場使從毛細管流出的液體霧化成細小的帶電液滴,隨著溶劑蒸發,液滴表麵的電荷強度逐漸增大,最後液滴崩解為大量帶一個或多個電荷的離子,致使分析物以單電荷或多電荷離子的形式進入氣相。電噴霧離子化的特點是產生高電荷離子而不是碎片離子,使質量電荷比(m/z)降低到多數質量分析儀器都可以檢測的範圍,因而大大擴展了分子量的分析範圍,離子的真實分子質量也可以根據質荷比及電行數算出。

電噴霧質譜的優勢就是它可以方便地與多種分離技術聯合使用,如二手液-質聯用(二手LC-MS)是將二手液相色譜與二手質譜聯合而達到檢測大分子物質的目的。

基質輔助激光解吸附質譜技術

基質輔助激光解吸附質譜技術(MALDI)的基本原理是將分析物分散在基質分子中並形成晶體,當用激光照射晶體時,由於基質分子經輻射所吸收的能量,導致能量蓄積並迅速產熱,從而使基質晶體升華,致使基質和分析物膨脹並進入氣相。MALDAI所產生的質譜圖多為單電荷離子,因而質譜圖中的離子與多肽和蛋白質的質量有—一對應關係。

1.電噴霧質譜技術
電噴霧質譜技術(ESI)是在毛細管的出口處施加一高電壓,所產生的高電場使從毛細管流出的液體霧化成細小的帶電液滴,隨著溶劑蒸發,液滴表麵的電荷強度逐漸增大,最後液滴崩解為大量帶一個或多個電荷的離子,致使分析物以單電荷或多電荷離子的形式進入氣相。電噴霧離子化的特點是產生高電荷離子而不是碎片離子,
使質量電荷比(m/ z) 降低到多數質量分析儀器都可以檢測的範圍,因而大大擴展了分子量的分析範圍,離子的真實分子質量也可以根據質荷比及電荷數算出。

2.基質輔助激光解吸附質譜技術
基質輔助激光解析電離(MOLDI)是由德國科學家Karas和Hillenkamp發現的。將微量蛋白質與過量的小分子基體的混合液體點到樣品靶上,經加熱或風吹烘幹形成共結晶,放入離子源內。當激光照射到靶點上時,基體吸收了激光的能力躍遷到激發態,導致蛋白質電離和汽化,電離的結果通常是基體的質子轉移到蛋白質上。然後由高電壓將電離的蛋白質從離子源轉送到質量分析器內,再經離子檢測器和數據處理得到質譜圖。TOF質量分析器被認為是與MALDI的最佳搭配,因為二者都是脈衝工作方式,在質量分析過程中離子損失很少,可以獲得很高的靈敏度。TOF質量分析器結果簡單,容易換算,蛋白質離子在飛行管內的飛行速度僅與他的(m/z)-1/2成正比,因此容易通過計算蛋白質離子在飛行管內的飛行時間推算出蛋白質離子的m/z值。與傳統質量分析器相比,更易得到高分辨率和高測量精度;速度快,離子飛行時間僅為幾個μs和約100μs之間;質量範圍寬,可以直接檢測到幾十萬道爾頓的單電荷離子。飛行時間質量分析器被認為是21世紀最有應用前景的質量分析器。

3.傅立葉變換-離子回旋共振質譜(FT-ICRMS)
傅立葉變換-離子回旋共振質譜法(FT-ICRMS)是離子回旋共振波譜法與現代計算機技術相結合的產物。傅立葉變換-離子回旋共振質譜法是基於離子在均勻磁場中的回旋運動,離子的回旋頻率、半徑、速度和能量是離子質量和離子電荷及磁場強度的函數, 當對離子施加與其回旋頻率相同的射頻場作用時, 離子將同相位加速到一較大的半徑回旋,從而產生可被接受的類似電流的信號。傅立葉變換-離子回旋共振質譜法所采用的射頻範圍覆蓋了欲測定的質量範圍,所有離子同時被激發, 所檢測的信號經過傅立葉變換,轉換為質譜圖。其主要優點有:容易獲得高分辨;便於實現串極質譜分析;便於使用外電離源並與色譜儀器聯用。此外,他還有靈敏度高,質量範圍寬,速度快,性能可靠等優點。

4.快原子轟擊質譜技術
快原子轟擊質譜技術(FABMS)是一種軟電離技術,是用快速惰性原子射擊存在於底物中的樣品,使樣品離子濺出進入分析器,這種軟電離技術適於極性強、熱不穩定的化合物的分析,特別適用於多肽和蛋白質等的分析研究。FABMS能提供有關離子的精確質量,從而可以確定樣品的元素組成和分子式。而FABMS-MS 串聯技術的應用可以提供樣品較為詳細的分子結構信息,從而使其在生物醫學分析中迅速發展起來。

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