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生物質(zhì)譜儀

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-07-07

自1886年Goldstein發(fā)明早期質(zhì)譜儀器常用的離子源,到1942年第一臺單聚焦質(zhì)譜儀商品化,質(zhì)譜基本上處于理論發(fā)展階段。隨后質(zhì)譜在電離技術(shù)和分析技術(shù)上的發(fā)展和完善,使之很快應(yīng)用于地質(zhì)、空間研究、環(huán)境化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、制藥等多個領(lǐng)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(zhì)譜技術(shù)出現(xiàn)以后,質(zhì)譜分析的相對分子質(zhì)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(xiàn)的兩種新的電離技術(shù):電噴霧電離(electrospray ionization,ESI)和基質(zhì)輔助激光解吸電離(matrix-assisted laser desorption ionization,MALDI)為代表,這兩種技術(shù)所具有的高靈敏度和高質(zhì)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(zhì)量高達(dá)幾十萬的生物大分子成為可能,從而開拓了質(zhì)譜學(xué)一個嶄新的領(lǐng)域——生物質(zhì)譜,促使質(zhì)譜技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用和發(fā)展。

目前商業(yè)化的生物質(zhì)譜儀,其離子化方式主要是電噴霧電離與基質(zhì)輔助激光解吸電離,前者常采用四極桿質(zhì)量分析器,所構(gòu)成的儀器稱為電噴霧(四極桿)質(zhì)譜儀(ESI-MS),后者常用飛行時間作為質(zhì)量分析器,所構(gòu)成的儀器稱為基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜儀(MALDI-TOF-MS)。ESI-MS的特點之一是可以和液相色譜、毛細(xì)管電泳等現(xiàn)代化的分離手段聯(lián)用,從而大大擴(kuò)展了其在生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,包括藥物代謝、臨床和法醫(yī)學(xué)的應(yīng)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(zhì)譜儀還有離子阱(ion trap,IT)質(zhì)譜和傅里葉變換離子回旋共振(Fourier transform ion cyclotron resonance,FTICR)質(zhì)譜等。而最近面市的最新型的生物質(zhì)譜儀是液相色譜-電噴霧-四極桿飛行時間串聯(lián)質(zhì)譜儀(LC-ESI-MS-MS)與帶有串聯(lián)質(zhì)譜功能的MALDI-TOF質(zhì)譜儀,前者是在傳統(tǒng)的電噴霧質(zhì)譜儀的基礎(chǔ)上采用飛行時間質(zhì)量分析器代替四極桿質(zhì)量分析器,大大提高了儀器的分辨率、靈敏度和質(zhì)量范圍,其商品名有Q-TOF和Q-STAR等;后者是在質(zhì)譜中加入了源后降解(post-source decay,PSD)模式或碰撞誘導(dǎo)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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