基质辅助激光解吸电离_飞行时间质谱在糖类化合物研究中的应用

MALDI-TOF-MS测定天然白芨多糖相对分子质量的研究程安媛,朱照静,徐　丹(重庆医科大学药学院药剂教研室,重庆　400016)摘　要:目的　考察基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(M AL DI-T O F-M S)用于检测天然多糖相对分子质量的可行性及条件。

方法　以2,5-二羟基苯甲酸(D HB)为基质对精制后的天然白芨多糖(未分级)相对分子质量进行测定。

条件采用D HB-白芨多糖为1.5∶1,室温液滴自然干燥法;线性正离子谱模式,激光强度:1500～2500单位。

结果　白芨多糖相对分子质量分布在6×104～3×105,其分散性较大。

结论　采用DHB与白芨多糖样品比例为1.5∶1,直接液滴干燥法效果好,能获得较好的图谱效果。

关键词:白芨多糖;基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱;基质;相对分子质量中图分类号:R931.71 文献标识码:A 文章编号:0253-2670(2008)06-0817-03Determination of relative molecular weight of polysaccharidesin Blet illa striata by MALDI-TOF-MSC HEN G An-y uan,ZHU Zhao-jing,XU Dan(Pha rmacy Faculty o f Cho ng qing M edical U niv e rsity,Chong qing400016,China) Abstract:Objective　To inv estiga te the relativ e mo lecular w eigh t of po lysaccharides in Bletilla striata by matrix-assisted laser deso rption ioniza tio r/tim e-o f-flig ht mass(M ALDI-TO F-M S).Methods　2,5-Di-hydrox ybenzoic acid(DHB)as a m atrix was used.By drop drying at roo m tem perature the pro po rtio n of the ma trix and poly saccharide sam ple w as1.5∶1.Baseline mo de and laser intensity at1500-2500units w ere carried o ut.Results　The relativ e molecula r w eig hts o f polysaccharides in B.striata w ere6×104-3×105,whose distributio n ra ng was wide.Conclusion　The relativ e molecula r w eigh ts of po lysaccharides in B.striata a re obtained by M ALDI-TO F-M S tech nique in the propo rtio n of DHB-poly saccha rides in B. striata 1.5∶1,w hich is valuable fo r the preparatio n and go od quality by the direct drop drying m ethod.Key words:po lysaccharides in Bletilla striata(Thunb.)Reichb. f.;m atrix-assisted laser deso rption io nizatior/time-of-fligh t mass(M ALDI-TOF-M S);m atrix;relative molecular w eight 白芨多糖为兰科植物白芨Bletilla striata (Thunb.)Reichb. f.的干燥块茎经提取得到的一种高分子黏性多糖。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱随着科技的不断进步，飞行时间质谱技术已经成为了许多领域中不可或缺的分析方法。

其中，基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术（MALDI-TOF）更是在生物医学研究、食品安全检测、环境污染监测等领域中得到了广泛的应用。

一、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术的基本原理MALDI-TOF技术是一种利用基质辅助激光解吸电离的质谱技术。

其基本原理是：先将待检样品与一种辅助基质混合，然后将混合物均匀地涂在一个金属板上，待基质干燥后，用紫外激光照射样品，使其与基质分子共同激发。

这样，样品分子就会与基质分子形成一个复合物，并在激光的作用下被解吸电离。

接着，离子会被加速器加速并飞行到一个离子探测器中，最后形成质谱图。

二、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术的应用1、生物医学研究MALDI-TOF技术在生物医学研究中的应用非常广泛。

它可以用于蛋白质分析、肽类分析、糖类分析等。

例如，在蛋白质分析方面，MALDI-TOF技术可以用于检测蛋白质的分子量、序列、修饰以及配体结合情况等。

这对于研究蛋白质功能及其在疾病中的作用有着非常重要的意义。

2、食品安全检测食品安全一直是人们关注的焦点之一。

MALDI-TOF技术可以用于检测食品中的各种成分，如蛋白质、糖类、脂类等。

这些成分的分析可以帮助人们了解食品的营养价值和质量安全情况，从而保障人们的健康。

3、环境污染监测环境污染是一个全球性问题，而MALDI-TOF技术可以用于检测环境中的各种化合物，如有机物、无机物等。

这些化合物的分析可以帮助人们了解环境的污染状况，从而采取相应的措施进行治理。

三、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术的优缺点1、优点（1）灵敏度高：MALDI-TOF技术的灵敏度可以达到非常高的水平，可以检测到非常微量的化合物。

（2）分析速度快：MALDI-TOF技术的分析速度非常快，可以在几分钟内得到样品的分析结果。

（3）适用范围广：MALDI-TOF技术可以用于分析各种化合物，包括有机物、无机物、生物大分子等。

基质辅助激光解吸电离-串联飞行时间质谱仪
基质辅助激光解吸电离串联飞行时间质谱仪（MALDI-TOF-MS）是一种高分辨率、高灵敏度的质谱仪设备，用于分析生物大分子和有机化合物。

该技术利用基质辅助激光解吸（MALDI）方法，将样品与基质混合施加于样品板上，在激光的作用下分子产生共振激发，然后通过电离和加速器分析，最终实现质谱分析的目的。

这种质谱仪广泛应用于各个领域，如蛋白质组学、药物发现和制造、食品科学、环境检测等。

它具有快速、高灵敏度、高分辨率、低检测限、高通量等优点，可以分析极微量的生物分子，如蛋白质、肽、核酸、糖类等，甚至可以分析非挥发性和热不稳定的分子。

MALDI-TOF-MS质谱仪的主要部件包括激光系统、样品载体、离子源、加速器、飞行时间质量分析器和数据采集系统等。

它可以通过不同的模式实现离子的分析，如正离子模式、负离子模式、反向相模式、碎片模式等。

此外，MALDI-TOF-MS 还可以通过结合其他分析技术，如气相色谱、液相色谱等，来增强其分析能力。

总之，MALDI-TOF-MS技术已经成为一种不可替代的分析手段，为生物、医药、食品、环境等领域的研究和应用带来了很大的便利。

糖蛋白是蛋白质中的氨基酸侧链被糖基化修饰后的蛋白质，广泛存在于生物体中，具有特殊的生物学功能。

研究糖蛋白的传统方法一般是将糖链切掉并分离纯化后再分别进行研究。

采用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）——这一软电离生物质谱技术，可直接测定糖蛋白的平均分子量及糖含量，应用蛋白酶切及内切糖苷酶酶切相结合的方法，可确定糖基化位点及糖苷键类型。

一、糖蛋白平均分子量及糖含量的测定：在糖蛋白MALDI-TOF-MS质谱图上表现为一簇峰，各峰之间约相差一个或几个糖基，同时还出现多电荷峰，有些样品中还含少量不带糖链的蛋白峰。

糖蛋白的分子量为这些多重峰的平均值。

从不含糖链的蛋白的分子量可以直接得到糖含量，但因其丰度太小难以准确测定。

采用内切糖苷酶F将糖链切除，得到含一个GlcNAc的肽链，肽链与糖蛋白平均分子量之间的差值即为糖链的分子量，糖链的分子量与糖蛋白平均分子量的比值即为糖含量。

二、糖苷键类型及糖基化位点的测定：糖基化位点的确定，则必须依赖一系列酶切反应的实现来加以证实。

一般步骤是：①先将糖蛋白还原烷基化、脱盐，加Glu-c酶切，产物再用内切糖苷酶酶切，含糖肽段峰将出现位移。

采用差位酶切法对其进行验证：内切糖苷酶F（Endoglycosidase-F）切断N-糖链中五糖核心区中,两个N-已酰氨基葡萄糖间的内糖苷键，而糖N肽酶F（PNGase-F）切断糖链与天冬酰氨间的糖肽键，两者相差一个N-已酰氨基葡萄糖（194Da）；②凝集素对糖肽的提取：凝集素是一类糖结合蛋白，能专一地识别某一特定结构的单糖或寡糖中特定的糖基序列并与之结合。

核糖核酸酶B中的糖链为高甘露糖型，我们选用其特异性吸附凝集素----伴刀豆球蛋白（ConA）对含糖肽段进行提取，并直接进行MALDI-TOF-MS检测，为今后糖肽序列分析及糖链结构分析奠定了基础。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS) 技术的主要特点是，先通过PCR扩增目标序列，然后加入snp序列特异延伸引物，在SNP 位点上，延伸1个碱基。

将制备的样品分析物与芯片基质共结晶，将该晶体放入质谱仪的真空管, 而后用瞬时纳秒(10-9s) 强激光激发，由于基质分子经辐射所吸收的能量，导致能量蓄积并迅速产热，从而使基质晶体升华，核酸分子就会解吸附并转变为亚稳态离子，产生的离子多为单电荷离子，这些单电荷离子在加速电场中获得相同的动能，进而在一非电场漂移区内按照其质荷比率加以分离，在真空小管中飞行到达检测器。

MALDI产生的离子常用飞行时间（Time-of-Flight,TOF）检测器来检测，离子质量越小，就越快到达。

理论上讲，只要飞行管的长度足够，TOF检测器可检测分子的质量数是没有上限的。

MassARRAY SNP 检测的质谱范围为5000 to 8500 Da。

主要用途： 1.对生物大分子物质分子量的测定； 2.对蛋白质进行高通量的鉴定； 3.对有机小分子化合物分子量的测定； 4.对寡核苷酸的分析； 5.对基因的单核苷酸多态性的分析仪器类别：0303071402 /仪器仪表/成份分析仪器/质谱仪指标信息： 1.质量数测定范围最高可达40万Da以上； 2.检测灵敏度范围：10-15～10-18摩尔； 3.质量准确度可达5ppm； 4.分辨率右达2万。

附件信息：配有源后衰变装置，可对多肽、蛋白质的序列进行分析机组简介：基质辅助激光角吸附电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS Reflex Ⅲ）：具有操作简单、快速、谱图直观、能耐受一定浓度的盐和去垢剂等特点，特别适合于混合多肽、蛋白、寡核苷酸的精确质量数测定，其测定质量数范围最高可达40万Da以上，灵敏度可达10-15～10-18摩尔，质量准确度5ppm。

配有源后衰变（post-sourc e decay, PSD)装置，计算机自动联机检索系统。

基质辅助激光解析电离飞⾏时间质谱MALDI-TOF-MS MALDI-TOF-MS（基质辅助激光解析电离飞⾏时间质谱）是近年来发展起来的⼀种新型的简单⾼效软电离⽣物质谱仪。

质谱分析法主要是通过对样品的离⼦的质荷⽐的分析⽽实现对样品进⾏定性和定量的⼀种⽅法。

因此，质谱仪都必须有电离装置把样品电离为离⼦，有质量分析装置把不同质荷⽐的离⼦分开,经检测器检测之后可以得到样品的质谱图，由于有机样品,⽆机样品和同位素样品等具有不同形态、性质和不同的分析要求,所以，所⽤的电离装置、质量分析装置和检测装置有所不同。

但是，不管是哪种类型的质谱仪，其基本组成是相同的。

都包括离⼦源、质量分析器、检测器和真空系统。

以某种⽅式使⼀个有机分⼦电离、裂解，然后按质荷⽐（m/z）⼤⼩把⽣成的各种离⼦分离，检测它们的强度，并将离⼦按其质荷⽐⼤⼩排列成谱，这种分析研究的⽅法叫做质谱图，质谱的最⼤⽤途之⼀是可以测定未知物的分⼦量（质谱能通过检测分⼦离⼦的质荷⽐获得分⼦量），并可以确定化合物的分⼦式（可通过碎⽚离⼦的质荷⽐的强度推测有机物的结构。

这相当于⼀个精巧的花瓶被打碎了，如果我们仔细地收集和归属这些碎⽚，然后将碎⽚拼构起来，就可以使花瓶复原。

花瓶好⽐有机物的分⼦，打碎花瓶犹如使分⼦电离、裂解。

收集和归属碎⽚就像是按质荷⽐分离、记录离⼦。

⽽将碎⽚重拼花瓶的过程，相当于通过解析谱图得到有机物结构的过程。

由于各种有机物都有其特定的、可以重复的质谱图，⽽且⼈们对质谱裂解过程的研究中已经发现了⼀些普遍适⽤的裂解规律，这为质谱⽤于有机物结构分析提供了可靠的基础）。

飞⾏时间质谱仪Time of Flight Mass Spectrometer (TOF) 是⼀种很常⽤的质谱仪。

这种质谱仪的质量分析器是⼀个离⼦漂移管。

由离⼦源产⽣的离⼦加速后进⼊⽆场漂移管，并以恒定速度飞向离⼦接收器。

离⼦质量越⼤，到达接收器所⽤时间越长，离⼦质量越⼩，到达接收器所⽤时间越短，根据这⼀原理，可以把不同质量的离⼦按m/z值⼤⼩进⾏分离。

纳米材料辅助负离子激光解吸电离-飞行时间质谱分析小分子研究进展张晓娜;牛家华;卢明华;蔡宗苇【摘要】基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)作为一种软电离质谱技术,目前已被广泛用于蛋白质、多肽、核酸、聚合物等大分子分析.由于传统有机化合物基质在低相对分子质量(小于700 Da)区域的干扰,该技术在小分子物质分析方面受到很大限制.为克服传统有机化合物基质在低相对分子质量区域的干扰,近年来以纳米材料为代表的无机基质材料备受关注.相对传统有机化合物基质或纳米材料正离子模式,基于纳米材料的负离子激光解吸电离(LDI)有效避免了正离子模式下一种化合物会产生多种加合物的问题,具有图谱简单易于解析、灵敏度高、重现性好等优点.该文综述了近5年来纳米材料负离子LDI-TOF MS技术在小分子分析方面的研究进展,以期拓展该技术在小分子分析方面的应用.【期刊名称】《色谱》【年(卷),期】2016(034)011【总页数】5页(P1017-1021)【关键词】纳米材料;激光解吸电离;飞行时间质谱;小分子;综述【作者】张晓娜;牛家华;卢明华;蔡宗苇【作者单位】河南大学化学化工学院,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南开封475004;环境与生物分析国家重点实验室,香港浸会大学化学系,香港999077【正文语种】中文【中图分类】O658基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)作为一种软电离质谱技术,目前已被广泛用于蛋白质、多肽、核酸、聚合物等大分子分析。

由于具有分析速度快、灵敏度高、样品需求量少、样品制备简单和对样品纯度要求不高等优点,该技术已成为现代分析特别是生物分析领域不可或缺的研究工具。

传统MALDI-TOF MS中常用的基质是有机小分子化合物(例如2,5-二羟基苯甲酸(DHB)、芥子酸(SA)、α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)等),基质与被分析物形成共结晶,通过在分析过程中吸收激光能量再传递给被分析物的形式激发被分析物。

MALDI-TOF MS 在聚合物分析中的应用研究进展王大刚;赖春花;倪江鹏;王雷;邹继兆【摘要】In this paper,we mainly introduced the working principle,choice of matrix,the application and the limitations of MALDI-TOF MS in analysis of polymers. In addition,we prospected the develop-ment prospects of MALDI-TOF MS in the future.%近年来，基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)作为一种新型的软电离质谱技术，具有有快速、准确、灵敏度高、检测范围广等特点，在化学、生物，医疗卫生等众多领域得到广泛研究和应用。

本文着重介绍了 MALDI-TOF-MS 的工作原理，基质的选择，该技术在聚合物分析中的应用进展，以及存在的问题，并对其发展前景作出展望。

【期刊名称】《分析仪器》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】4页(P71-74)【关键词】基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱;基质;聚合物;分析技术【作者】王大刚;赖春花;倪江鹏;王雷;邹继兆【作者单位】深圳大学材料学院深圳特种功能材料重点实验室，深圳 518060;深圳大学材料学院深圳特种功能材料重点实验室，深圳 518060;深圳大学材料学院深圳特种功能材料重点实验室，深圳 518060;深圳大学材料学院深圳特种功能材料重点实验室，深圳 518060;深圳大学材料学院深圳特种功能材料重点实验室，深圳 518060【正文语种】中文基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)是20世纪80年代末发展起来的一种新型“软电离”质谱技术，它不产生或者产生很少的碎片离子，使得不挥发性与热不稳定性的生物大分子和高分子聚合物的检测成为可能。