MALDI-TOF质谱介绍

Ionization (MALDI) Time of Flight (TOF)-Mass

Spectrometer (MS)

基质辅助激光解吸-飞行时间质谱仪

MALDI-TOF-MS

张斐飞

质谱的基本结构

离子形成离子源分离质量分析器检测

离子检测器进样系统数据分析样品导入

EI

CI（NCI/PCI）Quadrupole离子形成ESI/ APCI

Ion Trap分离器离子源FAB

Magnetic Field质量分析器FD

ICRFI

TOFMALDI

Tandem mass spectrometers (MS/MS):

Triple Quadrupole (QqQ)串联分离器Quadrupole/time-of-flight (QTOF and QSTAR)

质量分析器Tandem time-of-flight (TOF-TOF or TOF2)LTQ/Ion trap

质谱谱图

m/z离子源

•质谱分析的对象是离子，因此首先要把样品分子或原子电离成离子。产生离子的装置叫做离子源。

•在质谱仪中，要求离子源产生的离子多、稳定性好、质量歧视效应小。

•现阶段有机质谱中常用的离子源有：电子轰击源（EI），化学电离源（CI），场电离与场解析源（FI）和（FD），快速原子轰击源与二次离子质谱（SIMS），热喷雾电离源（TS）和电喷雾电离源（ESI),基质辅助激光解吸电离源（MALDI)

为什么？

•1、基质辅助激光解吸离子化质谱（MALDI-MS）是19 世纪80 年代末问世并迅速发展起来的质谱分析技术。（前身是LDI-MS）•2、MALDI-MS技术，使传统的主要用于小分子物质研究的质谱技术发生了革命性的变革。

•3、特点是：“软电离”方式，一般产生稳定分子离子，因而是测定生物大分子量的有效方法，广泛地运用于生物化学，尤其对蛋白质、核酸的分析研究已经取得了突破性进展。

案例

•2型糖尿病（T2DM）是一种严重的代谢混乱性疾病，已成为发达国家中继心血管和肿瘤之后的第三大非传染性疾病，其病因复杂，遗传因素占有重要的地位。内脏脂肪素

（visfatin）是一种由内脏脂肪组织分泌的脂肪细胞因子，具有类似胰岛素降血糖的活性，并受血糖的控制。visfatin还可通过自分泌的形式提高肝细胞对胰岛素效应的敏感性。说明visfatin与2型糖尿病的发病机制存在着潜在的联系。这里就可以用MALDI-TOF-MS技术对visfatin基因进行多态性检测，探讨基因变异的频率与2型糖尿病的关系。

•卵巢癌是妇科常见恶性肿瘤之一，病死率高，复发率高，应用MALDI-TOF-MS技术分析复发性卵巢癌与完全临床缓解期卵巢癌血清蛋白质质谱，试图获得复发性卵巢癌早期筛查的血清学指标。

•O抗原是革兰氏阴性菌外膜的重要成分。O抗原的多样性对于细菌的治病性及在宿主体内的生存有重要的作用。O抗原的多样性主要源于构成重复的单糖种类和糖苷键连接方式的不同。可利用MALDI-TOF-MS，对两个脂寡糖非对映异构体进行区分。

•另外

肽质量指纹谱技术（PMF）肽序列标签技术（PST）寡核苷酸的分析

MALDI原理

•当用一定强度的激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量，基质与样品之间发生电荷转移使得样品分子电离。它是一种软电离技术。

Laser (337nm)cation

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mMatrixCationAnionm

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基质的作用和特征

(1)重要的功能就是吸收脉冲激光的能量,既可以通过电离吸收紫外区激光的能量,或可以通过分子的化学键振动吸收红外区激光的能量（这由所采用的激光波长来决定）。(2)基质能够很好地分散样品分子,防止其聚集,提高电离效率。

基质的作用和特征

(3)固、液相的基质、样品混合物在解吸时,基质分子不再产生额外的热效应,不会破坏待测分子。

(4)基质必须能够帮助样品分子很好地电离，如果是液态基质,还必须具有很好的真空稳定性。

MALDI基质的分类

1、单一有机基质体系•有机基质

2.复合有机基质体系3.液态有机基质1、传统无机基质•无机基质

2、碳纳米管无机基质3、整块多孔材料无机基质常用基质CH:CHCOOHCH:C(CN)COOHCH3OOCH3OHOH3,5-Dimethoxy-4-hydroxycinnamic acid(Sinapinic acid, SA)芥子酸COOHOHHO-Cyano-4-hydroxycinnamic acid(CHCA)肉桂酸NNHNor-harmane2-咔啉(通用性较好)2,5-Dihydroxybenzoic acid(Gentisic acid,DHB)2,5-二羟基苯甲酸The End

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•降低基质簇合峰

•提高对磷酸化肽段的检测，降低非磷酸化肽段的信号

•缺点：不可重复性

•传统的液态基质：乳酸，三乙醇胺，甘油（可重复性）。缺点：在高真空下不稳定，容易气化，会污染离子源

•3-硝基苯乙醇，2-硝基苯辛酯，只吸收波长小于300nm的紫外区激光，而现代仪器的激光普遍在337nm,355nm处。•离子液基质。