基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜及其應用

1、基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜及其應用熊少祥 中國科學院化學研究所北京質譜中心Matrix Assisted Laser Desorpti on / loni zati on Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF-MS)? Tanaka K,Waki H,ldo Y,Akita S,Yoshida Y,Yoshuda T. Rapid Comm. Mass Spectrom. 1988,2,151-153? Karas M, Hille nkamp F. An al. Chem. 1988, 60, 2299-2301有機質譜儀的構成LC 直

2、接進樣探人進樣系統(tǒng)四極離子阱ITSe(toi TOFMS離子源質量分析器口離子檢測器 呂 數堀系統(tǒng).倍增器STM 薊通道板RICP,真空系統(tǒng)渦輪泵或擴葡棗門0)PaU旋轉泵10-1 Pa屣W電離El 化學電離CI 場解吸HJfTIl 快原子轟擊F.ABIL5JIMS) SWt TS1 粒子束BP 電噴專ESfl大氣壓優(yōu)學電離APCII基質輔Krift光IS吸電離MLDI ,MALDI-TOF的基本原理Time-of-FlightMolecular MassMALDI-TOF 的基本公式:式中:td：離子飛行時間1H：離子質量Z：離子電荷U:加速電壓L飛行長度MALDI-TOF質譜儀的發(fā)展? 線

3、性TOF? 反射TOF? 離子延時引出(delay extraction)? 正交式引出(主要用于ESI儀器)? 源后裂解(PSD, post source decay )? 源內裂解(ISD, in source decay)? MS/MS- (TOF/TOF, Q-TOF,IT-TOF) MALDI-TOF質譜儀的基本組成激光系統(tǒng)250 I/Stu rbo線模模式檢測器反射模式檢測器Bruker公司儀器示意圖185 cm48P0 MALD- TOF/TOF長na_YzeMl臉.島津公司儀器示意圖 Curved field Reflectron二二 A ;=1 二-一三三=三- ?二*二*

4、w?- Ion gate for parent ion _ selection Detector* Helium collision cell for fragment generation Pulsed Laser generates MALDI ions20 3 MALDI Ion SourceMALDI樣品制備步驟Analyte dispersed throughout matrix crystalssample deposition基質是如何幫助樣品分子電離的?以正離子模式為例,基質吸收激光的紫外波長后增加能量，並將能量部分釋放給樣品分子-幫助樣品分子質子化，並帶有電荷（M+H+） M

5、+H1+在真空狀態(tài)下，霧化形成氣態(tài)單一分子.在高壓電場的吸引f樣品分子常用的基質2:& 0*1 hydroxybenizcic icidDHBu Hhyd r oxyci nn am icacidallph j- cyano7OH2 B4,0- T r ihyd r Kyd ceto pheno meTHAP基質的選擇MatrixAnalyteSinapinic acid DHBCCAHABATHA円 HP知 DithranoP IAA?proteins/gly/polar polymers p rote ins/glyrQ9/s ugars/po I a r polymers peptide

6、s peptidesiproteinsg I i g g 口 取nonpolar polymers nonpolar polymersAdditives:1) ammonium citrate 2 Ag-TFAMALDI-TOF 質譜的特點? 軟電離質譜 一碎片少? 檢測質量范圍寬400kDa? 靈敏度高fmol? 分析速度快自動化? 數據容易解釋? 可以測試混合物? 可以測試高分子? 儀器容易使用、維護反射檢測的譜圖d310008D0000-七 fiU6KMt 6134pJM+HFHJ:MiW40G-200-. In . . Il u n .1 .m+k*I .一 i. 1 IL i i1

7、- ”u iii500550 1 B600pia|pi1650700750m fx.線性檢測的譜圖o-DTE-tfHaSfiBSA66386M+H+6000-332254OTD-M+2HP*3000-M+3H3D Iiiii200004000060000i陰平2M+H+人蟲DOO10X00 12WOO KOOOOBSA digest樣品的MS/MS分析Remarkable S/N witti 38% sequence coverageMS/MS (1693.9 Da)BSA 437-451 - KVPQVSTPTLVEVSFlTOF/TOF spectrum of m/z 1693.9: fr

8、om ZOOamol dgest!部分化合物正、負離子均可檢測Preformed ions ioni zati on of n eutral moleculesSmaller ions gen erally more intense tha n larger ionsIn mixtures, more basic molecules tend to have greater ion abundanceIon Suppressi on - con tam inantsIon Suppressi on - mixturesaj.6500 i6000 550015000 4500 ：4000 i35

9、00iI3000 i25001200015001000500 :,UiL.* 胡1300Equimolar mixtures may produce unequal peak in tensities. Competitionfor charge affects ion abunda門:電$+-more basic analytes favoredLu18002300MALDI-TOF 質譜的應用蛋白質與多肽-常規(guī)蛋白質組學-醫(yī)學蛋白組學-MALDI影像-LC-MALDI及定量分析-微生物的分類與鑒別高分子化合物富勒烯及富勒稀衍生物 配位化合物 核酸多糖線性模式檢測糖蛋白Glycoprotei

10、n, mw = 269900 Da134 400270 songit wn Fin89 050544 000芳崎 事車屮片 * 卡.肯屮 p iT甲.節(jié).呻呻匸心 |審10000020000030000040000000000m/z核酸Polymers (e.g. PEG4000-Li)非極性高聚物聚苯乙烯藥物分子IjC有機分子-xlHA CrLS-M0 1 pg修飾表面靶檢測單糖臨 1 g leo bi?eA=180 .0634 (100JO%),l&im7 0 +鈴)J 82.067C (1 一幣) C30-00； HjMl; 0,532950IGO950206250-33 越修飾表面靶檢測二肽liBO-山014*0I呂tnIB0O色gnQ 打 H“N：O 280.10i5B孜肚 ASP-PHE1DOO-5T 1 9 I150HD2503QG咖CH十利用主客體相互作用檢測小分子:正離子栓測HS0勢CH-TAlNflO+ 13308576分子藥僮值游品分子j Ij 1330.5 79P 1131.4S12 = 199.09S -理論值；19 0叩：ILO1329.5703l-n常 LIO&D-60G-F5COIO