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1 电喷雾解吸电离技术（Desorption Electrospray Ionization）
质谱联用2004 年，Cooks 等报道了基于电喷雾解吸电离（DESI）对固体表面进行非破坏性检测的新型质谱分析方法。
电喷雾产生的带电液滴及离子直接打到被分析物的表面，吸附在表面的待测物受到带电离子的撞击从表面解吸出来并被电离，然后通过质谱仪的采样锥进入质量分析器，获得的质谱图与常规电喷雾质谱图十分相似，可以得到单个或多个电荷的分子离子。
电喷雾解吸电离技术可视为电喷雾技术与解吸技术的结合，而又类似于二次离子质谱。
不同的是，解吸电离技术和二次离子质谱技术都是在真空条件下完成，而电喷雾解吸电离过程是在大气压环境下完成。
由于该方法无须样品预处理，能够对吸附在固体表面的爆炸物、色素、蛋白质等在大气压下进行离子化，甚至能够对薄层色谱表面的分析物进行直接检测，从而实现了利用质谱方法进行快速灵敏的测定。
DESI 是一种新兴的离子源，其最大的优点是能够在大气压下对物质分子进行离子化，从而实现了对待测物的灵敏、快速、高选择性在线监测。
电喷雾解吸电离方法应用广泛，可用于极性化合物、非极性化合物、高分子量化合物、低分子量化合物的测定。
DESI-MS 可用于植物组织的天然产物分析，无需萃取等样品预处理过程；另外，该技术还已被用于蛋白质组学、代谢组学和诊断学、毒品检测等领域，均取得了很好的结果。
值得一提的是，Cooks 课题组将DESI 与便携式质谱仪联用，并实现了对药物、植物组织、爆炸物、生化战剂模拟物、农用化学品的分析。
解吸电喷雾电离质谱技术
解吸电喷雾电离质谱（Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry，DESI-MS）是一种表面分析技术，用于直接分
析固体样品表面上的化合物。
DESI-MS技术主要由两个步骤组成：样品解吸和电离。
首先，溶剂通过喷雾嘴喷洒到固体样品表面，将样品上的化合物溶解并解吸到溶剂中。
然后，离子化的溶剂中的化合物通过电离喷雾嘴被喷雾到质谱仪中进行离子化。
DESI-MS技术具有许多优点。
首先，它可以在不需要显微镜
的情况下直接对待测试样品进行分析，使得样品制备过程更简单。
其次，它可以对样品表面上的大面积区域进行分析，而不仅仅是局部区域。
此外，DESI-MS技术还能进行无损分析，
不会破坏样品。
DESI-MS技术已经在多个领域得到应用，包括化学、生物、
食品科学等。
它被广泛用于分析药物代谢物、生物标志物、食品成分等。
它的高灵敏度和快速分析速度使其在分析复杂样品中具有广泛的应用前景。
1.质谱发展简史1886年，G o l d s t e i n发现正电荷离子1898年，W i e n利用电场和磁场使正电荷离子偏转1912年，T h o m s o n研制第世界上一台质谱仪，氖同位素的发现1918年，D e m p s t e r电子轰击电离(E l e c t r o n i o n i z a t i o n)及磁聚焦1919年，A s t o n精密仪器，测定50多种同位素，第一张同位素表1934年，S t e p h e n s均匀扇形磁场，球差和质量色散公式H e r z o g和H i n t e n b e r g e r电磁场组合，离子光学系统1940年，N i e r扇形磁场偏转质谱计，双聚集系统商品仪器的雏形235U，电磁制备方法，第二次世界大战期间在石油、化工等领域的应用1946年，S t e p h e n s飞行时间质谱(T i m e-o f f l i g h t m a s s a n a l y s i s) 1952年，M a r t i n气相色谱方法1953年，P a u l等四极杆分析器(Q u a d r u p o l e a n a l y z e r s)1956年，G o h l k e a n d M c L a f f e r t y气相色谱-质谱联用(G C/M S)B e y n o n 高分辨质谱仪(H i g h-r e s o l u t i o n M S)1965年，H i p p l e等离子回旋共振(I o n C y c l o t r o n R e s o n a n c e)1966年，M u n s o n a n d F i e l d化学电离(C h e m i c a l i o n i z a t i o n)1966年，M c L a f f e r t y a n d J e n n i n g s串联质谱(T a n d e m m a s s s p e c t r o m e t r y) 1973年，M c L a f f e r t y液相色谱-质谱联用(L C/M S)，热喷雾方法1974年，C o m i s a r o w和M a r s h a l l傅立叶变换离子回旋共振质谱(F T-I C R-M S)1981年，B a r b e r等快原子轰击电离质谱(F A B M S)，生物中，小分子，2000以内1989年，J.B.F e n n电喷雾电离K o i c h i T a n a k a基质辅助激光解吸电离。
生物质谱/MALDI-TOF百科生物质谱/MALDI-TOF生物质谱仪，其离子化方式主要是电喷雾电离与基质辅助激光解吸电离，前者常采用四极杆质量分析器，所构成的仪器称为电喷雾（四极杆）质谱仪（ESI-MS），后者常用飞行时间作为质量分析器，所构成的仪器称为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪（MALDI-TOF-MS）。
ESI-MS的特点之一是可以和液相色谱、毛细管电泳等现代化的分离手段联用，从而大大扩展了其在生命科学领域的应用范围，包括药物代谢、临床和法医学的应用等；MALDI-TOF-MS的特点是对盐和添加物的耐受能力高，且测样速度快，操作简单。
此外，可用于生物大分子测定的质谱仪还有离子阱（ion trap,IT）质谱和傅里叶变换离子回旋共振（Fourier transform ion cyclotron resonance,FTICR）质谱等。
较新型的生物质谱仪是液相色谱-电喷雾-四极杆飞行时间串联质谱仪（LC-ESI-MS-MS）与带有串联质谱功能的MALDI-TOF质谱仪，前者是在传统的电喷雾质谱仪的基础上采用飞行时间质量分析器代替四极杆质量分析器，大大提高了仪器的分辨率、灵敏度和质量范围；后者是在质谱中加入了源后降解（post-source decay,PSD）模式或碰撞诱导解离（collisionally induced dissociation,CID）模式，从而使生物大分子的测序成为可能。
MALDI-TOF仪器组成及原理MALDI-TOF-MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱, 英文名Matrix-Assisted Laser Desorption/ Ionization Time of Flig ht Mass Spectrometry）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。
仪器主要由两部分组成：基质辅助激光解吸电离离子源（MALDI）和飞行时间质量分析器（TOF）。
电喷雾电离质谱法（ESI-MS）扎卡里·沃拉斯（Zachary Voras）1.分类电喷雾电离质谱法（electrospray ionization mass spectrometry，ESI-MS或ESI）是一种分析大型非挥发性材料（如生物材料和聚合物）的电离技术。
ESI常用作液相色谱（liquid chromatography，LC）的电离技术。
ESI可与各种质量分析仪联用，不过最常与之联用是四极杆飞行时间质量分析器。
这是一种微侵入破坏式技术。
2.说明图1 电喷雾电离源一般性示意ESI是质谱分析中用来分析大型非挥发性物质的电离方法（Yamashita和Fenn，1988; Fenn等，1989）。
顾名思义，样品溶解后经毛细管通过电场形成带电液滴的喷雾。
随着溶剂的蒸发，带电液滴的库仑力会迫使带电的分子种类解吸，将其导向质量分析器（Kebarle和Tang，1993）。
图12为ESI源的一般性示意。
这种技术要提取一毛细管的样品溶液，因此常作为液相色谱的电离源。
毛细管内液体流速通常为1~20 μL/min，但微-ESI或纳米-ESI 的毛细管内液体流速可能小于这一数值。
液体受到电场（2~6 kV）作用时会在毛细管口形成泰勒锥，随后分解成单个液滴，这个过程可以用瑞利方程来描述。
加在毛细管上的电场会令液滴带电，这也有助于电喷雾的形成，因为库仑力会导致液滴颗粒相斥。
这种技术能将液滴破成单个的完整分子，因此电喷雾电离检测限极低，已发表的成果中，检测浓度已低至埃摩尔级以下。
ESI-MS生成的质谱显示的是多电荷分子离子，这是由于ESI的间接电离几乎不会造成大量分子碎片，因此ESI被认为是一种“软”电离技术。
对于常含有两性官能团的生物材料，无须额外的辅助材料就可以使分子离子带电。
对于不含易电离位点的大型材料（如某些聚合物），可添加盐（如钾盐、钠盐等）来帮助电荷形成，以增强ESI 信号。
3.应用ESI既可单独用于纯净物检测技术，也可以与LC等复杂混合物预分离技术结合使用。
电喷雾解吸电离质谱快速测定吴茱萸中生物碱陈焕文1,3 郑健32,3 王伟萍1 陈昌林1 王志畅11(东华理工学院,抚州344000) 2(北京市理化分析测试中心,北京100089)3(吉林大学化学院,长春130023)摘 要 生物碱是许多中草药的活性有效成分,其含量的多少和种类的差异是导致中草药品质差异的重要因素。
本文利用电喷雾解吸电离质谱(DESI 2MS )能够在不需要样品预处理的前提下进行复杂基体样品分析的特点,采用酸性甲醇2水混合溶液作为喷雾试剂,在优化了的实验条件下快速获得了吴茱萸的DESI 2MS 指纹谱图,然后利用串联质谱对其中有重要活性的5种生物碱进行了结构鉴定。
实验表明,基于固体表面解吸电离质谱分析的方法不需要萃取2分离手续,单个样品测定时间不超过1.5m in,大幅度提高了分析速度,有望在药品品质的在线监测和工艺过程控制中发挥重要作用。
关键词 电喷雾解吸电离质谱,吴茱萸,快速测定,生物碱 2008203226收稿;2008211224接受本文系国家自然科学基金(No .20505003)资助项目3E 2mail:zhjianhb@g mail .com1 引 言吴茱萸(F ructus Evod iae )是常用的中草药之一,其品质最好的是芸香科植物吴茱萸的干燥未成熟果实,具有温中、止痛、理气、燥湿、疏肝、散寒、止呕等多种功效。
吴茱萸在中成药中需要粉碎后制作散剂或丸剂,临床上多作单方或复方用于治疗胃腹冷痛、高血压、寒疝疼痛、神经性皮炎、口腔溃疡及疥疮等[1]。
研究认为,其主要活性成分为吴茱萸生物碱[1,2],生物碱的种类和含量与吴茱萸的品质相关。
到目前为止,对吴茱萸生物碱的测定方法主要有薄层扫描,毛细管电泳及高效液相色谱法[2～4]。
这几种测定方法为吴茱萸中的两种主要生物碱(吴茱萸碱和吴茱萸次碱)提供了较为满意的定性定量信息,由于灵敏度、参照物等方面的影响,对吴茱萸中尚缺少标准物质的生物碱成分的检测显得无能为力。
几种测定生物大分子分子量方法的比较摘要：生物大分子是指核酸(多核苷酸)、蛋白质(多肽)、碳水化合物(葡聚糖或多糖)和脂类等。
因为分子量小于500的单体可以通过聚合作用形成的大分子。
测定生物大分子分子量方法是生物研究的核心之一，分子量是多肽、蛋白质、核酸、酶、多糖以及脂类等鉴定中的首要参数。
当前医学，药学及生物科学学科之间交叉渗透为测定生物大分子分子量提供了更多的契机，本文对测定生物大分子分子量的方法：生物质谱法，SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳，凝胶渗透色谱法等技术的原理及优缺点进行综述。
关键字：生物大分子分子量测定蛋白质多肽21世纪是生命科学的世纪，随着人类基因组，水稻基因组等的测序基本完成，蛋白质和结构基因组研究也迅速发展。
负责生命活动的是生物大分子，生物大分子之间的相互作用构成了生命活动的基础，因此，测定生物大分子的分子量，深入了解生物大分子的结构功能是掌握生命活动的关键。
生物大分子是细胞的基本结构和功能单位,也是研究生命现象中的物质基础.生物体内的分子组成如何?哪些分子才算生物大分子?这些大分子有没有分子量的下限?怎么去测定生物大分子分子量？要想知道这些答案，需要多方位，运用多种方法进行研究。
1.SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳采用十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳方法可对蛋白质的组分进行分离，并可精确测得蛋白质的分子量，常用的方法为SDS—PAGE不连续系统。
SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳的基本原理：聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺和N，N-亚甲基双丙烯酰胺经共聚合而成，此聚合过程是由四甲基乙二胺和过硫酸胺激发的，被激活的单体和未被激活的单体开始了多聚链的延伸，正在延伸的多聚链也可以随机地接上双丙烯酰胺，使得多聚链交叉互连成为网状立体结构，最终多聚链聚合成凝胶状。
在一定条件下，蛋白质，多肽在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳和核酸在聚丙烯酰胺凝胶电泳及琼脂糖凝胶电泳中，其分子量与电泳迁移率符合的关系。
在精确测定与计算相对迁移率时，要求分别测定样品区带中心及指标剂染料区带中心(通常插入铜丝作为标记)与凝胶顶端(聚丙烯酰胺凝胶电泳)或点样孔(琼脂糖凝胶电泳)间的距离。
收稿日期:2010-01-10;修回日期:2010-04-07基金项目:国家自然科学基金(30672600,20873137,20905067,20953001)、国家科技部创新方法工作专项项目(2009IM 030400)、吉林省科技发展计划项目(20080736)和长春市科技计划项目(2007GH27)资助作者简介:王兆伏(1982～),男(汉族),博士研究生,药物与生物质谱学专业。
E -mail :wangzh aofu @sohu .com通信作者:刘志强(1962～),男(汉族),研究员,博士生导师,从事天然药物化学与有机质谱学研究。
E -m ail :liu zq @ciac .jl .cn第31卷第3期2010年5月质谱学报Journal o f Chinese M ass Spectro me try So cietyVo l .31 N o .3M ay 2010质谱技术在中药小分子与生物大分子相互作用研究中的应用王兆伏1,2,宋凤瑞1,刘志强1,刘淑莹1(1.中国科学院长春应用化学研究所质谱中心,吉林长春 130022;2.中国科学院研究生院,北京 100039)摘要:中药发挥药理作用具有多组分,多靶点的重要特点。
研究中药化学成分与生物大分子之间的相互作用不仅能够为阐明中药发挥药理作用的机理和物质基础提供科学依据,而且能够为新药设计提供理论指导。
软电离质谱技术,尤其是电喷雾质谱(ESI -M S )和基质辅助激光解吸电离质谱(M A L DI -M S )在一定条件下能够使药物与生物大分子形成的复合物完整地转移到气相中并被检测到,在中药小分子与生物大分子相互作用的研究中具有很大的优势。
同时,色谱-质谱联用技术在中药复杂体系与生物大分子相互作用的研究中也显示出很大的应用潜力。
本文介绍了质谱技术在药物与生物大分子相互作用研究中的应用原理,并总结了近年来软电离质谱技术在中药小分子与生物大分子相互作用研究中的应用。
解吸电喷雾电离质谱
近年来，电喷雾电离质谱在化学、生物学、环境科学等领域中得到广泛应用。
然而，电喷雾电离质谱所使用的溶剂和缓冲剂会影响质谱分析的灵敏度和选择性。
因此，解吸电喷雾电离质谱作为一种改进的分析方法得到了越来越多的关注。
解吸电喷雾电离质谱是一种将样品通过吸附剂解吸后，再通过电喷雾离子源离子化的方法。
相对于传统电喷雾电离质谱，解吸电喷雾电离质谱可以消除样品中的干扰物质，提高质谱分析的灵敏度和选择性。
此外，使用解吸电喷雾电离质谱还可以减少样品中的溶剂和缓冲剂对质谱分析的影响。
最近的研究表明，解吸电喷雾电离质谱可以应用于许多领域，包括环境科学、食品安全、医药研究等。
例如，解吸电喷雾电离质谱可以用于分析土壤中的有机物、食品中的残留农药、药物代谢产物等。
总之，解吸电喷雾电离质谱作为一种新型的分析方法，在不同领域中具有广泛的应用前景。
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