选择性检测目标生物分子的基质辅助激光解吸电离质谱方法开发和应用

发布时间：2022-01-04 01:28

　　基质辅助激光解吸电离（Matrix-assisted laser desorption/ionization,MALDI）质谱由于其操作简单、高通量、高灵敏度、谱图直观以及高耐盐性等特点,已经被广泛用于蛋白质组学、生物标志物筛选和临床微生物鉴定等。然而,MALDI质谱技术目前面临的挑战是对一些缺少质子化基团、极性大或稳定性差的目标生物分子的有效电离,从而简化冗长的样品前处理步骤,以达到高通量分析的目的。例如,具有重要生物学意义的糖类化合物或磷酸化肽在MALDI质谱中离子化效率低、易裂解、而且容易被其他化合物抑制。因此,在MALDI质谱分析前往往需要进行富集和/或衍生化。这些前处理步骤操作繁琐、耗时、容易导致样品信息丢失。MALDI质谱分析中基质的选择和样品制备直接影响定性定量结果。因此,若能通过改进/开发基质或引入离子化基团,开发从复杂混合物中选择性检测目标生物分子的MALDI质谱方法是非常有意义的。本论文以开发简单、快速、高通量的选择性检测目标生物分子的MALDI质谱方法为目标,开展了以下四个研究工作:1.蛋白质磷酸化研究中,磷酸化肽的MALDI质谱鉴定仍存在一定的挑战。磷酸化肽在蛋... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

MALDI离子化过程

第一章绪论3Ekin=1/2mv2……………………………………（式1.2）离子加速过程中能量守恒，势能转换为动能zeU=1/2mv2……………………………………（式1.3）离子离开加速区时得到的速度为v= √2zeU/m……………………………………（式1.4）其中，ze是离子的电荷，m是其质量。经过长度为L的漂移管到达检测器，离子飞行时间需要t=L√m/2zeU…………………………………（式1.5）总的来说，m/z越大的离子在漂移管飞行时间越慢，到达检测器的时间越长，进而不同质荷比的离子得以分离。TOF分析器在理论上能测量的分子量范围不受限制，并且可以从单个激光脉冲就可以获得完整的谱图，这也是MALDI和TOF技术结合的因素。现如今，“MALDI-TOF”这一缩写名称已被许许多多的科研工作者所熟知。虽然TOF分析器分辨率较差，但离子延迟引出技术以及反射模式的采用，提高了MALDI-TOF质谱的分辨率。完整的MALDI-TOF质谱仪器示意图如图1.2所示。通常MALDI-TOF质谱仪器所用的激光是脉冲宽度为3~5ns的近紫外激光，最为常见的是355nm的三倍频Nd:YAG激光、337nm的氮气激光以及266nm的四倍频Nd:YAG激光。图1.2MALDI-TOF质谱仪器示意图。

第一章绪论5Karas和他的同事提出一个完全不同的电离模型，也是目前讨论最为广泛的团簇电离模型（图1.3）[17,18]。该模型认为被分析物在基质结晶内保留溶液相中的电荷状态，而其抗衡离子（counterion）则分布在被分析物离子的周围。当激光照射时，分析物/基质共晶表面因温度急速上升而引发剧烈的相变化，并造成电中性的完整晶体分裂，从而解吸附形成过剩或缺陷离子团簇集群。这些团簇集群通过类似在ESI过程中的去溶剂化过程产生带多电荷的被分析物离子。然而在整个离子化区内含有许多正、负电荷，包括移动速度非常快的电子，因此带多电荷的分析物离子很容易和反电荷离子发生中和反应，直至最终剩下存活率最高的单电荷离子被检测器检测。因此团簇电离模型也被称为幸存离子模型（luckysurvivormodel）。然而，到目前为止，还没有一个单一的离子化模型可以解释MALDI中所有的现象。图1.3MALDI中团簇电离模型示意图；m代表基质，A代表分析物，R代表抗衡离子。1.2.3MALDI基质在MALDI质谱分析中，基质扮演着至关重要的作用，基质的选择直接影响检测效果。不同的基质对不同分析物的解吸离子化能力不同，分析物和基质的匹配，通常是靠经验性。一般认为，MALDI基质需要满足以下几个条件：（1）在特定的仪器激光波长处有强吸收；（2）与分析物可以很好的混合并且具有溶剂兼容性，这样才会形成良好的适当尺寸的微晶体；（3）较低的升华温度以允许在激光脉冲持续时间内形成基质/分析物的瞬时高压羽流；（4）参与光化学反应使样

【参考文献】：
硕士论文
[1]啤酒泡沫的研究[D]. 陈熙.江南大学 2015



本文编号：3567371