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生物質譜儀的介紹

發布時間:2019-07-08 閱讀次數:489次

  自1886年Goldstein發明早期質譜儀器常用的離子源,到1942年第一臺單聚焦質譜儀商品化,質譜基本上處于理論發展階段。隨后質譜在電離技術和分析技術上的發展和完善,使之很快應用于地質、空間研究、環境化學、有機化學、制藥等多個領域。然而,即使在等離子體解吸(plasma desorption,PD)和快原子轟擊(fast atom bombardment,FAB)兩項軟電離質譜技術出現以后,質譜分析的相對分子質量也只是在幾千左右。真正意義上的變革以80年代中期出現的兩種新的電離技術:電噴霧電離(electrospray ionization,ESI)和基質輔助激光解吸電離(matrix-assisted laser desorption ionization,MALDI)為代表,這兩種技術所具有的高靈敏度和高質量檢測范圍,使得在fmol (10-15)乃至amole(10-18)水平檢測相對分子質量高達幾十萬的生物大分子成為可能,從而開拓了質譜學一個嶄新的領域——生物質譜,促使質譜技術在生命科學領域獲得廣泛應用和發展。

  目前商業化的生物質譜儀,其離子化方式主要是電噴霧電離與基質輔助激光解吸電離,前者常采用四極桿質量分析器,所構成的儀器稱為電噴霧(四極桿)質譜儀(ESI-MS),后者常用飛行時間作為質量分析器,所構成的儀器稱為基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜儀(MALDI-TOF-MS)。ESI-MS的特點之一是可以和液相色譜、毛細管電泳等現代化的分離手段聯用,從而大大擴展了其在生命科學領域的應用范圍,包括藥物代謝、臨床和法醫學的應用等;MALDI-TOF-MS的特點是對鹽和添加物的耐受能力高,且測樣速度快,操作簡單。此外,可用于生物大分子測定的質譜儀還有離子阱(ion trap,IT)質譜和傅里葉變換離子回旋共振(Fourier transform. ion cyclotron resonance,FTICR)質譜等。而最近面市的最新型的生物質譜儀是液相色譜-電噴霧-四極桿飛行時間串聯質譜儀(LC-ESI-MS-MS)與帶有串聯質譜功能的MALDI-TOF質譜儀,前者是在傳統的電噴霧質譜儀的基礎上采用飛行時間質量分析器代替四極桿質量分析器,大大提高了儀器的分辨率、靈敏度和質量范圍,其商品名有Q-TOF和Q-STAR等;后者是在質譜中加入了源后降解(post-source decay,PSD)模式或碰撞誘導解離(collisionally induced dissociation,CID)模式,從而使生物大分子的測序成為可能。

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