飞行时间质谱法对羊绒羊毛纤维蛋白的鉴别原理
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第52卷第4期
2018年4月广东蚕业GUANGDONG CANYEV〇1.52,N〇.04
Apr. 2018
DOI： 10.3969/j.jssn.2095-1205.2018.04.16
飞行时间质谱法对羊绒羊毛纤维蛋白的鉴别原理
文天红
(鄂尔多斯市产品质量计量检测所内蒙古鄂尔多斯017000)
摘要为了获取更多利益，一些不法分子在羊绒中掺入了羊毛，因此羊绒羊毛的检测需求量越来越大，检测方法也越
来越多。文章主要分析了飞行时间质谱法对羊绒羊毛纤维蛋白的鉴别原理，并进行了相关实验。实验结果表明，羊绒区别于
羊毛的肽段荷质比为2691.4，羊毛区别于羊绒的肽段荷质比为2664.5。通过质谱网络数据库检索我们可以发现，这两种肽段
的氨基酸排列顺序存在一个位点的差异，即在羊毛中是丝氨酸（S)的位置，在羊绒中则变成了天冬氨酰（N)，我们可依据
这一差异来鉴别羊绒和羊毛。
关键词蛋白质组学；质谱法；羊绒；羊毛；鉴别
中图分类号:R447 文献标识码:C 文章编号:2095-1205(2018)04-28-02
作为一种稀有的特种动物纤维，羊绒这一纺织原料具有
舒适柔软、保暖性好的优良品质，因此其市场需求较大。相
较而言，羊绒的价格则低于羊绒很多，因此一些制造商将毛
羊绒、剥鳞片后的羊毛、拉伸羊毛等掺杂进羊绒中，严重损
害了消费者的利益，所以鉴别羊绒羊毛引发了社会各界的关 注。目前鉴别羊绒的方法有显微镜法。DNA鉴别法、溶液法
和质谱法，本文基于蛋白质组学的相关技术，应用飞行时间
质谱技术进行羊绒羊毛的鉴别，以期为相关人员的工作提供
参考。
1 蛋白质组学及飞行时间质谱技术
1.1蛋白质组学
蛋白质组学是一门阐明生命科学本质的学科，其是从整
体水平上来认识蛋白质的存在及活动方式。本实验鉴别羊绒
就是基于羊绒蛋白质组学特征分析其蛋白质指纹图谱。尽管 DNA法鉴别羊绒纤维的准确度较高，但羊绒毛干中几乎不含
核DNA，仅有很少量的线粒体DNA，而且存放时间较长也
会使DNA出现降解的情况。相反地，羊绒羊毛纤维中含有
极高的蛋白质，提取简单容易。基于蛋白质组学我们可得到
羊绒与羊毛纤维的质谱谱图，进而对其特征谱峰的强度、质
荷比进行对比，在质谱网络数据库进行检索即可得到两种纤
维肽段的氨基酸序列差异。蛋白质组学是新技术应用于传统
纺织行业检测领域的一种大胆尝试。1.2飞行时间质谱技术
飞行时间质谱技术在蛋白质、多肽、核算和多糖等大分
子的研究中均有着十分广泛的应用，其技术原理如下：待测
样品与小分子基质混合后形成结晶，经激光照射后，吸收光
子处于激发态或气态的化学基质被检测。倾向于吸收单一光
子的多肽离子带单一电荷，因此我们无需通过计算就可以得
到多肽离子的相对分子质量。这种质谱技术中所应用的电离
源头属于软电离技术，其可直接分析混合物，也可检测出样
品中是否含有杂质以及杂质的分子量。对于混合物中存在的
微量缓冲液以及一定浓度的盐类物质和少量电荷离子而言，
基质辅助激光解吸电离的方式均具有较高的耐受力，同时还
具有高灵敏度、较快分析速度、完全自动化等优势，因此十分适合应用于蛋白质的高通量分析。飞行时间质谱技术的以
上优势可省去蛋白质纯化处理的过程，因此可大大节省鉴别
时间。
2 鉴别实验
2.1药品及材料
(1) 实验药品：北京化工厂制造的十二烷基苯磺酸钠、 无水碳酸钠、尿素与碳酸氢铵（均为分析纯）；SIGMA- ALDRICH公司制造的二硫苏糖醇、碘乙酰胺与胰蛋白酶(均
为优级纯）；研域（上海）化学试剂有限公司制造的a -氰基
-4-羟基肉桂酸。
(2) 实验材料：陇南细羊毛、陇南粗羊毛、西藏山羊绒、
土耳其山羊绒。2.2仪器
北京福意联公司研发的FYL-YS-151 L型科研实验室用
高低温恒温箱；岛津企业管理（中国）有限公司生产的 AXIMA Performance基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱
仪；美国奥豪斯生产制造的AR3130电子分析天平；克格仪
器有限公司制造的M331413红外线快速干燥器；昆山超声
仪器有限公司制造的KQ-100 E型超声波清洗器。
2.3实验步骤
2.3.1原毛预处理
我们首先需给予原毛预处理，以去除纤维上附着的砂
土、草籽等杂质，即应用1%十二烷基苯磺酸钠与1%无水碳
酸钠进行洗毛操作。2.3.2清洗工艺
应用超声波法脱去纤维上的油脂，基础设置如下：功率 400W、频率25kHZ，温度为50 ^，每次清洗时间为2min，
共清洗5次。
2.3.3制备毛绒角蛋白溶液
本研究在制备角蛋白溶液时采用还原法和酶解法。分别
为陇南细羊毛、陇南粗羊毛、西藏山羊绒、土耳其山羊绒编 号为羊毛1、羊毛2、羊绒1和羊绒2。浴比为1:20，配制
7mol/L的尿素溶液和0.2mol/L的碳酸氢铵溶液，旨在调节 pH值、纯化样品的缓冲溶液；1mol/L的二硫苏糖醇溶液；
作者筒介:文天红，鄂尔多斯东胜人，单位:鄂尔多斯市产品质量计量检测所副高，研究方向:质量方面
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1mol/L的碘乙酰胺溶液（半胱氨酸和组氨酸的烷基化试剂），
旨在保证样品完全变形并保持还原状，主要作用为多肽测序
和酶抑制剂。将编好号的纤维按照上诉工艺步骤制取角蛋白
溶液。2.3.4毛域蛋白质检测
本研究在检测毛绒蛋白质时应用基质辅助激光解吸电
离飞行时间质谱仪，具体步骤为：取一块样品靶点，分别取 以上4个样品的少量角蛋白溶液滴于靶点上，基质选择为a
-氰基-4-羟基肉桂酸，多范围进行扫描，通过质谱网络数据
库检索获得多肽的氨基酸序列。实验结果如图1、2所示。
…T…彻1Y.tT j 2^1 i3j〇^ 羊域 11抓12咖 '1::丨f1969.2 2(W3.2 21—23^3 24味2 2 亇‘5 羊毛 21 %1».22tf s羊毛2j_^2 5P.3 羊毛 11%«,1 2 063.1>12 ______ 25^ 羊毛 |2 000 2 100 2 200 2 .100 2 «0 2 500 2 600 2 700 2 800 鹿荷比1 一 2 437.1
2 *7^ 羊毛2
奸12 0)7 4
2 400 2 450 2 500 2 550 2 600 2 650 2 700 2 750荷比
图2扫描范围m/z2350 ~2750所得质谱图
从图1我们可以看出，两种山羊绒所形成的质谱峰位置
基本一致，而两种羊毛所形成的质谱峰位置也基本一致，通 过质谱网络数据库对峰位置差异较大的2处峰进行检索我们
可得到如表1所示的多肽序列。
图1扫描范围m/z1900 ~2900所得质谱图
表1羊绒羊毛质荷比与氨基酸序列对比
纤维名称质荷比氨基酸序列
陇南细羊毛（羊毛1) 陇南细羊毛（羊毛2)2664.5YSCQLSQVQSLIVNVESQLAEIR
西藏山羊绒（羊绒1) 土耳其山羊绒（羊绒2)2691.4KSCQLNQVQSLIVNVESQLAEIR
从表中数据我们可以分析出，在相同条件下，羊绒和羊
毛的肽段质荷比并不一样，它们的氨基酸排列顺序存在一个 位点的差异，即在羊毛中是丝氨酸（S )的位置，在羊绒中则
变成了天冬氨酰（N)，我们可依据这一差异来鉴别羊绒和羊
毛。
将扫描范围缩小后，我们可更加清晰地看出羊绒与羊毛 的差异（图2)，即羊绒在质荷比2691.4处出现峰值，羊毛则
在质荷比2664.5处出现峰值。实验结果表明，飞行时间质谱
法在鉴别羊毛羊绒时准确性较高。
3 小结
仅仅依靠显微镜观察鳞片表面无法鉴别出羊绒与羊毛，
因此文章将蛋白质组学的最新技术成果运用于动物纤维的
检测中，无疑可为羊绒羊毛纤维的鉴定提供新的思路，值得鉴定机构广泛推广应用。
参考文献
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