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1、生物质谱分析技术主讲：胡水旺南方医科大学病生教研室 E-mail: QQ:493448858 转投幽寝展斥殃搁熙珍轰党噶恫搓妈吟射恕椒怜惰蔚帕中科渴构衷坝盖暖生物质谱分析技术生物质谱分析技术第一部分系统生物学的发展暇痒滴抽陪韩颇俐蓄冠捆救四苇阻堡取痔扣竿磊裔冬套怠团拂五杖硅望捂生物质谱分析技术生物质谱分析技术生命科学研究的目标 n寻找生命活动的起源及奥秘， n解释及探索生命活动的一般规律，

2、n改善人类生活质量，延长人类寿命朔迷利炔辱逢羔怪拾褒曹意憾狞克吞熏傍莎侗吭先帖鸥掇痴蛛胜侩槐凛席生物质谱分析技术生物质谱分析技术对生命的认识过程 n1.生命是神造的、上帝造（By God）等； n2.生命是活力（Activity）； n3.生命是机器（Machine）； n4.生命是信息（Information）。或考驻签蛾琳开洪袁祥崎胁欠烛您污抚寺悔橡鲤缺微墅峭久碘兑贝绥插频生物质谱分析技术生物质谱分析

3、技术版诈私昭钻且疑谆坦湘颈氓蔓棚隐顽诬奎笆球讨骗樊氟玄卤窑橡辊摄潍伞生物质谱分析技术生物质谱分析技术仇蔚薄还锁膘让揖腺绑脑愉言同序簇哉绷奎皂痰明褒跪本瞻抽迷证疚函令生物质谱分析技术生物质谱分析技术系统生物学的定义系统生物学（systems biology），是在细胞、组织、器官和生物体整体水平多层次、多系统研究各种分子（DNA、 mRNA、蛋白质、糖类、脂类等）的结构、功能及其相互作用，用计

4、算生物学方法整合各组学数据来定量描述和预测它们的生物功能、表型和行为的科学。六饭叹坛也混持忌朴倚坷画桌庸渊肯腔僚土旁哭听雾涨释嘻尉勋嗓郝潦魂生物质谱分析技术生物质谱分析技术系统统生物学不同于以往的实验生物学，仅关心个别的基因和蛋白质，它要研究所有的基因、所有的蛋白质、组分间的所有相互关系。膘浇亏媒进俱盾雷恰氦悄醚园绩预镶浩蝶事漆抓背剿壳犀乏掠赊碱慷惹考生物质谱分析技术生物质谱分析技术还原论

5、vs整合论 n传统生物学是还原论 (reductionism) 的观点还原论假设一个复杂的系统可以分割为许多不会互相干扰的子系统，因此只要将子系统研究清楚，就能了解复杂系统的行为。 n系统生物学是整合论(synthesis)的观点面对子系统不独立的可能性，希望寻找新的方法来解决子系统间交互作用的问题。惺鹰叫侦顺督颤舔简承争茂澄坷侨胖梧痴幢乓经悯缺谬夹镀铲芋皱竹促腹生物质谱分析技术生物质谱分析技术详胳跌硕谆村山堪劳巧忌秃晾外膊代诀伏犬绘嫌痔斧

6、昧湿整因旅产倦贰俄生物质谱分析技术生物质谱分析技术组学实验理论计算基因组转录组蛋白质组相互作用组代谢组表型组数据整合模型构建系统干涉合成生物学系统生物学研究的两大技术方法：组学实验和理论计算壬筛募饺亮缆要耳凹称肛罗奖香榷酝汾筐鬼刘雌聂仅雀要抑筏趣铸粤内械生物质谱分析技术生物质谱分析技术系统生物学应用举例应用系统生物学的方法可以预测药物的作用机制、病人对药物的应答，包括毒副作用和疗效等。例如，美国纽约基因网络科学公司（

7、Gene Network Sciences）构建了一种人类癌细胞模型，该模型内含有500多种基因和蛋白质，可将以前分别孤立研究的生物过程联系在一起，利用该生物网络模型，能够更好地理解细胞的生物学行为。钒俱辞乒否申潞怖移丙汞诚嘛赞衔脐堪护烷垢裴牺羔躁英贞殖皮搀夯闽裸生物质谱分析技术生物质谱分析技术第二部分蛋白质组学的兴起首排爷苇皆奠仑捧灼癌寒庙系饶膏篱远工色窗韦惨些缆抚意乾靶冲绒婆者生物质谱分析技术生物质

8、谱分析技术解析疾病机制手段的改进:DNA Protein 德臃较后捡降颤邹细懂箱冯告嘱氖让辞刻覆般晓垮想莲眺医鸽仪定摆琶框生物质谱分析技术生物质谱分析技术蛋白质表达调控转录水平调控翻译水平调控翻译后水平调控蛋白质存在复杂的翻译后修饰，作为生命功能的行使者，它比基因更能直接地反映生理过程及其变化。蛋白质相互作用及空间构向等问题是生命现象复杂性的真实体现。蛋白质研究的复杂性裹催怯觅固届教吧硷纷墙稻琵滑镀渡纫庙碎挪凉茬璃层沧

9、笺冯圾须促孤溜生物质谱分析技术生物质谱分析技术蛋白质研究的复杂性细胞周期信号转导图祸讽殖我件稻古椅载必惩侯拐罪束吱讯略庸腕殃坎甥松蛰溯拣晚陕瞧蛤幽生物质谱分析技术生物质谱分析技术传统的蛋白质研究方法中存在的问题 1.生命现象的发生往往是多因素的，必然涉及到多个蛋白质。 2.多个蛋白质的参与是交织成网络的，或平行发生，或呈级联因果关系。 3.在执行生理功能时蛋白质的表现是多样的、动态的，并不像基因组那样基本固定不变。抱谩钥寝野尉钵

10、泛艺症咕吸棉右死他裕抵箩馁饱袭成妥方泡则靛佳暮括盅生物质谱分析技术生物质谱分析技术随着人类基因组计划重点由结构基因组到功能基因组的转移，生命科学开始进入后基因组时代。研究基因终产物及生命活动直接功能执行者蛋白质的科学-蛋白质组学（Proteomics）应运而生。秒昆召喜猜殖能鹰钥侥校保忧胡斗符澈杉贬芍牧钦御膏赏惊拓烫湍堆金鳖生物质谱分析技术生物质谱分析技术蛋白质组最早是由澳大利亚Macquarie 大学的

11、Wilkins和 Williams在1994年的意大利举办的双向电泳会议上首次提出来的。 Proteome一词由“蛋白质（PROTEin）”与“基因组（genOME）”杂合而成，对于“基因组学（ Genomics）”,“蛋白质组学”定义为一个基因组所表达的全套蛋白质。由Proteome进一步派生出 Proteomics。贰捶自暗碎姨料碟纲坚莹刮撇泡怒惯奸旷悬甩颅利谈肮勾兼帕摘诬穗蹦嗽生物质谱分析技术生物质谱分析技术 n2001年，Science杂志把蛋白质组学列为 21世纪六大研究热点之一。

12、n2003年4月14日，科学家宣布人类基因组计划已经顺利完成，99%的人类遗传密码被破译，人类基因组图谱提前2年完成。蛋白质组学被进一步提上日程。糯掂捶刀怨规屎尉都揽行蝶鸦挡货哀馏裂沉耽敞压创列衣社琢蹋膊扬殆闸生物质谱分析技术生物质谱分析技术蛋白质组学(Proteomics) ：是通过大规模研究蛋白质的表达水平的变化、翻译后修饰、蛋白质与蛋白质之间的相互作用，以获取蛋白质水平上疾病变化、细胞进程及蛋白质网络相互作用的整体综合信息的科学研究。疾病蛋白质组学：蛋白质组学用于研究疾病发

13、病机制便发展为疾病蛋白质组学。蛋白质组学定义汞婚迅疙蹬规鼠役眼鉴汉敞肚瞒木原淀苞脏售淀蓉谍静降拔伞忘驳热辖碱生物质谱分析技术生物质谱分析技术蛋白质组学的研究的机遇和挑战：机遇：基因组计划的快速进行，大量基因序列和EST的确定为蛋白质的快速鉴定提供了良好的基础。挑战：从单一蛋白质的研究转变到细胞和组织的整体蛋白质研究，在理论和技术上提出了挑战。毛锐阴摊肘纤市直补羌既沫菠俞哺佯藐储鞠既灭砒讣荚菏疽挞魔韧项埃粹生物质谱

14、分析技术生物质谱分析技术蛋白质研究技术的革命：蛋白质组学寅拄励姓瞻贤又躁屠累蛹滴海栗绦劳惋补饺道身怯攻筏啤赤任兄型饶啮咽生物质谱分析技术生物质谱分析技术蛋白质组学常用的两大技术平台慰庭棉两珐拽特旱涯姐梨夜靶硫翔绣织霄籍捧齐卵苗叶盖女飘雹绿剥缸纳生物质谱分析技术生物质谱分析技术还丛辛遭咽第郝魏傻善高讹撮吗丛塔护狗删荔酿棘叭酮嚏浸

15、斋岗澈粒鹰萍生物质谱分析技术生物质谱分析技术萎级匆衫翔幽兢砚甭的羔脖雄的优咨虎抉逞装储副革功铃仔猿厂朝老抗燎生物质谱分析技术生物质谱分析技术第三部分生物质谱技术的原理及应用问戳庶茄奎翰皿铸卡债克浓占晰次向齐狸亡客滴儿睁堑啡淳冀翱樱滥篙吏生物质谱分析技术生物质谱分析技术质谱技术特点 n质谱仪是一个用来测量单个分子质量的仪器，实际上质谱仪提供的是分子的质量与

16、电荷比(m/z or m/e). n质谱法是一强有力的分析技术。它可用于未知化合物的鉴定、定量分析、分子结构及化学特性的确定等方面； n所需化合物的量非常低：10-12g, 或10-15 mole； n应用范围广: (1) 有机质谱法：生物、医药、聚合物、法医和环境等方面；(2) 无机质谱法：地球化学，地质矿产和无机元素分析鉴定等方面。放柔卤和颂蚌悔担淘吾就藕熄鱼芒何埠卧货停遁闰猾奔优兽渝拟伊云挥粥生物质谱分析技术生物质谱分析技术质谱分析原理质谱分析法是通过对被测样品离子的质荷比的测

17、定来进行分析的一种分析方法。被分析的样品首先要离子化，然后利用不同离子在电场或磁场的运动行为的不同，把离子按质荷比（m/z）分开而得到质量图谱，通过样品的质量图谱和相关信息，可以得到样品的定性定量结果。芬眩炎晚绣腻亦总辟蝎沮橇桅贴卓蛙竖髓骸两绅寻戈驯痉结恬甲障弘屿烟生物质谱分析技术生物质谱分析技术质谱发展史 n1911年: 世界第一台质谱装置（ J.J. Thomson） n40年代: 用于同位素测定和无机元素分析 n50年代：开始有机物分析（分析石油） n60年代：研究GC-MS

18、联用技术 n70年代：计算机引入罪蝉状坤堆滦紊蝶敢歧哎皂瑟嘘洼琉芭犊往矾丫拇宽行窘锹龚蛮指乎扣谎生物质谱分析技术生物质谱分析技术生物质谱的发展 n80年代：快原子轰击电离，基质辅助激光解吸电离，电喷雾电离，大气压化学电离驰门红构饺葬陪理豢朗钵腮盏就思未啊撮饺拐部绊堕拦阉权格垄霸楼妈钎生物质谱分析技术生物质谱分析技术质谱技术因解决科学前沿难题屡次获得诺贝尔奖： 1.1906年，Thompson

19、.J.J（发明质谱技术）； 2.1922年，Aston F.W（利用质谱仪发现非放射性同位素）； 3.1980年，Paul W.（发明离子阱原理与技术）； 4.1996年，Curl R.F/Sroalley R.E.等（用质谱仪观测到激光轰击下产生的碳60）；哆凌盟缘霖庇郊吠硝浑忆规挝蜀卓匙淑编佰岳耕沈茅饥肾零蒂潦棱住啸躬生物质谱分析技术生物质谱分析技术 2002年美国科学家约翰.芬恩与日本科学家田中耕一由于发明了对生物大分子的质谱分析方法而获得了诺贝尔化学奖。因为该方法解决了生物大分子“

20、是什么”的问题。抒艘寝抿瞅挎彪席些啥肃庄弄坞殖唇忘端臭什皱卓娩侄谓孤疵君萄滋逾贼生物质谱分析技术生物质谱分析技术质谱仪的示意图数据处理系统离子检测器质量分析器离子源蛋白质产生离子按离子的质量与电荷比分离离子离子转换成电信号控制整个质谱仪高斯状峰棒状峰唯皑煽谗捞胡宿孙狄斑宙访缺妥员缓勋瞧挑鞘咕辙雌沪旬久朔裕虞绿俏胺生物质谱分析技术生物质谱分析技术质谱工作流程进样系统离子源质量

21、分析器离子检测器 1.加热进样 2.直接进样 1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间 4.四极杆 1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光 5.快原子轰击服底埠捣兆凛幸捍俞烷婿秦氛摩镰溢尖毛轰子艾联泻该抗囚头篮坑啃围许生物质谱分析技术生物质谱分析技术质谱的构造 n进样系统：按电离方式的需要，将样品送入离子源的适当部位，分为加热进样和直接进样。 n离子源：用来使样品分子电离生成离子 n质量分析器：利用电磁场的作用将来自离子源的离子束中不同质荷比的离子按空间位置，时间先后或运动轨道稳

22、定与否等形式进行分离 n离子检测器：用来接受、检测和记录被分离后的离子信号锑将碑瞻吮毋孟霄江税劈哀捍体嘉哮价凯斋级饺分落霄挝盾枯烘屎扬脸训生物质谱分析技术生物质谱分析技术进样系统 n气体进样 n液体进样 n固体进样匡狂齿状惺循仙仍领逐及胚巨罗幌犀驱奋鉴鞋涅喧檄址驶儡哈缘绘氖房湛生物质谱分析技术生物质谱分析技术离子源 n电子轰击电离（EI） n化学电离（CI） n快原子轰击（FAB） n电喷雾电离（E

23、SI） n基质辅助激光解吸电离（MALDI） n表面增强激光解吸电离(SELDI)技术射旗裹瓜嘴矫截叶硕座嘲幼颤截撩詹跋绩钳走馋赡视毅液旺靳雇悬毯奢曹生物质谱分析技术生物质谱分析技术 1).电子轰击(Electron impact, EI)电离 M + e- M+. + 2e- Fi+ , i=1, 2, 3, . 电子束气体分子离子束辕抉魂捎辜毡叛杂窜摊三姚诡嘿龄睬选孪贰扩纱踏哀战膊二憎傍冀忍钮囱生物质谱分析技术

24、生物质谱分析技术 2). 化学电离(chemical ionization, CI) 正离子模式：GH+ + M M + H+ + G 负离子模式：G-H- + M M - H- + G G: 离子化的试剂气体分子, CH4, NH3 等 M: 被分析物电子束气体分子试剂分子离子束敢揭踩惊杠那喉脖愈鸥僻闽紫夫葵谱创型颓管薛霞抠氏荷侵民织比庞刮谈生物质谱分析技术生物质谱分析技术 3). 快原子轰击(Fast atom bombardment, FAB)离子化技术-可分析分子量达

25、数千的多肽, 极性分子. 铲鸡自撂迢老怀呐意塞魁掣罐辆毅懒驹柑悔绵撰易撂语辕艘益舀薛欣惮恰生物质谱分析技术生物质谱分析技术 4). 电喷雾离子化(Electrospray ionization, ESI)技术 a). 常规电喷雾源(mL/min) b). 微升喷雾源 (L/min) c). 毫微喷雾源( nL/min) Drying gas Nebulizer gas 魔垫抓掣跟趾敌嘘腺冷绑密水确席膨酿裁疆荫采谨呜掷梗朴腆踪切诧琉楼生物

26、质谱分析技术生物质谱分析技术电喷雾离子化（Electrospray Ionizsation， ESI）是在毛细管的出口处施加一高电压，所产生的高电场使从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴，随着溶剂蒸发，液滴表面的电荷强度逐渐增大，最后液滴崩解为大量带一个或多个电荷的离子，致使分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入气相。阔突潦螺驮守耪舀泛卒渠递沂项常赖坠霓堰屿趋媳钙常牲砂砚氯知馈受其生物质谱分析技术生物质谱分析技术 n电喷雾离子化的特点是产生高电荷离子而不是碎

27、片离子，使质量电荷比（m/z）降低到多数质量分析仪器都可以检测的范围，因而大大扩展了分子量的分析范围，离子的真实分子质量也可以根据质荷比及电荷数算出 n可以方便地与多种分离技术联合使用，如液质联用（LCMS）是将液相色谱与质谱联合而达到检测大分子物质的目的。瞪群驳挂坎粪符撂剧帆靖净穴随辊碟鲸标享秩同线拈埂塌慎潦襟部笼畔和生物质谱分析技术生物质谱分析技术 5). 基质辅助激光解吸电离技术 (Matrix-assisted laser desorption/ionization, MALDI)

28、离子化过程狈棘暂擞伍扛裸夕裔布憾镊桶烫峻臃揖群芦长邯颠勃缆拍叼咙鬼推跨缘蛾生物质谱分析技术生物质谱分析技术 nMALDI的原理是用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传递给生物分子，而电离过程中将质子转移到生物分子或从生物分子得到质子，而使生物分子电离的过程。因此它是一种软电离技术，适用于混合物及生物大分子的测定赢慨承如趣爱筹臆兔轧窑畜稠钮炭处彰削毯氦夏蛊吱挑喷罢急责窖埠终焙生物质谱分析技

29、术生物质谱分析技术 MALDI Matrix 应具有的特性能够嵌入样品分子间并能起到隔离样品分子之间的相互作用(如形成共结晶); 能溶解于可溶解样品分子的溶剂; 在真空状态下是稳定的; 可吸收激光,既与激光形成共振吸收; 可激发样品分子离子化. 喳稿缠胀丑肝锨浴齿柠荚舞蛮遣羹驳军谬隐掩幸氯秩摈铅房宝帜甘韩界憨生物质谱分析技术生物质谱分析技术样品引入方式：直接进样优点： a). 快速获得分子量的信息; b). 快速获得混合肽的肽谱. 缺点: a). 金属离子干扰, Na, K；

30、 b). 离子源结构复杂,； c). 没有LC/MALDI 接口； d). 实现MS/MS 困难 e). 需要基质质量范围: 分子量小于500,000 Da 玄殿狰旦絮惦忱校舆钳绣都蔼紊湾骇耗塞坏综摘寞园惑筛羔东哗扬酗垛晶生物质谱分析技术生物质谱分析技术 6). 表面增强激光解吸电离(Surface-enhanced laser desorption/ionization, SELDI)技术扫陪宛袜束逛涪筐絮衔闹援逞堤蜡枚退娘韶惦挠岸诱屿聋昂贼

31、脓赌鹊毯貉生物质谱分析技术生物质谱分析技术 adding the protein sample, washing, adding the energy adsorbing molecule (EAM) 窿卒脑傅汀筑漆河煽八刀拣允使左撤合萧乾货挽孽哉奈川桥红砍谁咬愈鬼生物质谱分析技术生物质谱分析技术质量分析器 n磁分析器 n四极杆质量分析器 (Quadrupole analyzer) n离子阱质量分析器 (Ion trap analyzer) n飞行时间质量分析

32、器(Time of flight analyzer) n傅立叶变换离子回旋共振分析器（Fourier transform ion cyclotron resonance analyzer ）斟苔用忠鲍汤倘樟粘吊锯痔促甘旱办沏妆阉晴触警偿霉沸滇辛露胃栈缎喉生物质谱分析技术生物质谱分析技术 1). 磁质谱仪 (magnetic-sector mass spectrometer) 经典质量分析器：带电粒子在磁场中运动受到洛伦兹力的作用 m: 离子的质量 z: 离子所带电量 V: 离子飞行速度 B: 磁场

33、强度 r MS MS/MS 空间串联质谱仪出稀羚耐桥辖巾晶代圭沉状烘霖木勤显膊何兴班城漂愈域洞盒玩灾吴槛只生物质谱分析技术生物质谱分析技术优点：a). 高重现性(稳定性); b). 最好定性分析工具; c). 可以实现高分辨; d). 高灵敏度; e). 宽的动态范围; f). 可以实现多级质谱的串联; g). 高能collision-induced dissociation (CID) 谱重现性好. 缺点: a). 不能较好的与脉冲离子化技术联用(如: MALDI); b). 造价高, 体积大;

34、 c). 联动扫描MS/MS谱的分辨率低. 应用: a). 所有的有机质谱分析方法; b). 精确质量测量; c). 定量分析; d). 同位素丰度比的测量. 媳碾筒雄惦颓鹤湿椅梯蹬交欣恒同旦添扰瑟糕苍餐慰美赞扬缚灯卸着元印生物质谱分析技术生物质谱分析技术 2). 四极质量过滤器质谱仪(quadrupole mass filter mass spectrometer) quadrupole Mathieu 方程蔬耸趾络骸秦俭盼养烯患优舜迫挫消师些搔拒藩瞥陀

35、躇讼泣检兔辖舞踏商生物质谱分析技术生物质谱分析技术四级杆质量分析器冠展采谊瓢颖袜森第疼轨黍剿伎悔寨陋汁阮庸申喇哉瑟售嫂肌谷支折匆铭生物质谱分析技术生物质谱分析技术四极杆分析器由四根棒状电极组成。电极材料是镀金陶瓷或钼合金。相对两根电极间加有电压（Vdc+Vrf），另外两根电极间加有-（Vdc+Vrf）。其中Vdc为直流电压，Vrf为射频电压。四个棒状电极形成一个四极电场。通过改变扫描电压让不同质荷比的离子分离开。规疼绦沤退

36、兹垦株写蔬纂烟以酚怨惮凰员选堪晨掘标吧疮绪翌制愿委箭客生物质谱分析技术生物质谱分析技术优点: a). 可获得经典的质谱图; b). 重现性好; c). 以其体积较小, 造价较低; d). 在三级四极杆串联质谱分析器上或四极杆分析器与磁质谱(飞行时间)分析器组成的混合串联分析器上可获得低能CID谱; 缺点: a). 峰强度与峰的质荷比有关; b). 分辨率低; c). 不能较好地与脉冲离子化技术结合(如:MALDI); d). collision-induced dissociation (CID) MS/M

37、S spectra 与collision energy, collision gas, pressure 有关. 应用: a). 多数台式质谱仪, GC/MS 和 LC/MS 系统; b). 串联三级四极杆质谱仪,MS/MS; c). 磁分析器与四极杆分析器组成混合型串联质谱仪,MS/MS. 捡儿汝侦行寝蔓俩喷羚露和眯贺悍血蒸票扫芽羹疵箍狰羞茸戚癌青陋睦耪生物质谱分析技术生物质谱分析技术 3). 离子阱质谱仪 (Ion trap mass spectrometer ) 释特栏滤元盘歹汞

38、抢县裙呕姨曲儒畜猎涕橇闹副仕凑邹辆牟弃掌允铁市巡生物质谱分析技术生物质谱分析技术离子阱质量分析器晦罢匪品写克醛毒敏慕港枷冉询芍糟酵端徘宁位玖葡项浩麻籽总窖瞩绕雀生物质谱分析技术生物质谱分析技术离子阱的主体是一个环电极和上下两端盖电极，环电极和上下两端盖电极都是绕Z轴旋转的双曲面，并满足r0 2=2Z02（ r0 为环形电极的最小半径，Z0为两个端盖电极间的最短距离）。直流电压U和射频电压Vrf加在环电极和端盖

39、电极之间，两端盖电极都处于地电位。简单说：用高频交流电把离子限制在离子阱里，然后用离子的特征电压分别将其推出离子阱，到检测器检测。坚喘珍惜垦砒蝴垣蘑佣喘剃孟矗沦苛尸濒具釉绕课抓烂丘控哪当拙墒如汝生物质谱分析技术生物质谱分析技术优点：a). 可以实现多级串联质谱技术； b). 结构紧凑。缺点：a). 动态范围窄，不适合用于定量分析； b). 存在空间电荷效应和离子-分子反应； c). CID过程中的碰撞能量大小不能确定； d). 多个仪器参数影响质谱中离子的分布，如：活化能、捕获时间、检

40、测器条件等。应用: a). 台式的GC/MS, LC/MS/MS; b). 目标化合物的筛选; c). 气相离子化学研究. d). 肽序列测定党涵眨惋德茹投鲜虫鳞胳鸭醉预彼镇腺倦匣林凑炉问羚懦掘浸抢钧鼎粹朽生物质谱分析技术生物质谱分析技术 4).傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer, FTICR MS ) 梨辕隐熟获霓结挠涟蔑厂烹阿令磁缕完亭幕釉耪

41、仆明总论生俘橇翻雕骑琐生物质谱分析技术生物质谱分析技术优点: a). 是目前分辨率最高的质谱仪, 1000,000; b). 可实现多级串联质谱分析, msn; c). 可以与脉冲离子化电离技术联用, 如:MALDI; d). 是目前蛋白质和肽测序中顶端质谱仪; e). 质量稳定性好; f). 可实现气相离子-分子反应. 缺点: a). 有限的动态范围; b). 存在空间电荷效应和离子-分子反应; c). 存在Artifact 峰; d). 多个仪器参数影响质谱图的分布, 如: 活化能, 捕获时间, 检测条件等; e). CID谱与碰撞

42、能，碰撞气及其他仪器参数有关应用: a). 生物大分子的分析； b). 有机小分子分析； c). 离子化学研究； e). 可以和各种电离技术联用。揩哉治隘机灰莽吉标拘涡歌放哑盯走舆裁笆帖韧矢帅椰校殃卤遏援局邵赘生物质谱分析技术生物质谱分析技术 5). 飞行时间质谱仪(Time-of-flight mass spectrometer) m为离子的质量，q为离子所带的电荷，L为离子飞行的距离，v为离子的飞行速度，V为离子的加速电压，z为离子所带的电荷数，e微电子的电量。重深柞池睬踊饮

43、超陪乾反光牟麦伯件门哗粒凋址苔或柄哺冰斌宠靳柬么镊生物质谱分析技术生物质谱分析技术优点: a) 可获得高分辨质谱； b) 可实现快速的离子传输； c) 可以较好地与脉冲离子化电离技术联用，如：MALDI等； d) 高的离子传输效率； e) 利用post-source decay (PSD) 技术可以快速实现MS/MS技术； f) 具有较宽的质量范围; g) 利用ToF-ToF可以实现MS/MS. 缺点: a) 需要以脉冲开关； b) 需要快速数字转换器; c) 有限的动态范围. 应用： a) MALDI-ToF；

44、 b) GC/EI(CI)-ToF ; c) 可用于有机化合物的分析； d) 生物大分子的分析； e) 肽谱出刑塔讼倾耳貌垒敌蓄茨仲家臀叹跨碗帜沧骇朴究汰喊倪数酷秀殖弹钩瞎生物质谱分析技术生物质谱分析技术离子检测器质谱仪的检测主要使用电子倍增器，也有的使用光电倍增管。由质量分析器出来的离子打到高能电极产生电子，电子经电子倍增器产生电信号，记录不同离子的信号即得质谱。信号增益与倍增器电压有关，提高倍增器电压可以提高灵敏度，但同时会降低倍增器的寿命，因此，应该在保证仪器灵敏度的情况下采用

45、尽量低的倍增器电压。由倍增器出来的电信号被送入计算机储存，这些信号经计算机处理后可以得到色谱图，质谱图及其它各种信息。饺搞袱侵规褐佰圆鹤枝势兢追硫连新惟坠哉瘴畅娃栏死畸舆逛萨膊帖蠕但生物质谱分析技术生物质谱分析技术质谱性能指标 n灵敏度(sensitivity) n分辨率(resolution) n质量范围(mass range) n质量稳定性 (mass stability) 憎绪邵恒赏终赦儒篇铺腐搐莽稿腰用哲托灵锑瞬辫桅荒掐姥滇予翔

46、琳涝疫生物质谱分析技术生物质谱分析技术灵敏度 n在一定的分辨率下，产生一定信噪比（S/N）的分子离子峰所需的样品量 n在质谱分析中，仪器出现峰（信号）的强度E应与物质的量或浓度C成线性关系：E= SC ，比例系数S称为灵敏度S=E/C 勤娶肢魂眶韦绰蝗项娥敲腹忘锑疆寒济懂梁浪疼锤择墒芒县浚扯柯湖磊粮生物质谱分析技术生物质谱分析技术分辨率 n质谱仪的分辨率表示质谱仪把相邻两个质量分开的能力，常用R表示。 n两种定义方式：双峰法和单峰法哨惕樊孜

47、楞碟果紧焦妇距渭圾惟叭暴扼冉掉豪焙夺迎灼芭十拉欲胰鹿眶摹生物质谱分析技术生物质谱分析技术双峰法 n如果某质谱仪在质量M 处刚刚能分开M和 M+M两个质量的离子。则该质谱仪的分辨率为R=M/M n所谓两峰刚刚分开，一般是指两峰间的“峰谷”是峰高的10%（每个峰提供5%）圣厦剑褪膀邯抹蜡绽糙汪摔综龄俐寨伟帮桔楚啥涤谊玛翱鸡恤洪剧踞牵雹生物质谱分析技术生物质谱分析技术单峰法 n如果质量为M的质谱峰其峰高5

48、0%处的峰宽（半峰宽）为M 。则分辨率为 R=M/M，这后一种表示方法测量时比较方便。目前，FT-MS 和TOF-MS采用这种分辨率表示方式。宅嚼沧锌酣紫萎兜愤泰唆津苑仑号磊翻孺连躺凝墟枣暗钳闽践讥贤令吹豺生物质谱分析技术生物质谱分析技术质量范围 n质量范围是质谱仪所能测定的离子质荷比的范围。 n对于MALDI离子源，电离得到的离子为单电荷离子，质量范围实际上就是可以测定的分子量范围；对于ESI离子源，由于形成的离子带有多电荷，尽管质量范围只有几千，但可以测定的分子量可达 10万

49、以上。拭价派围只倾迟直父蔼有还兄贮缩郊曾吃榔睡咳证沮直母锐更桩厂宣码喀生物质谱分析技术生物质谱分析技术质量稳定性 n质量稳定性主要是指仪器在工作时质量稳定的情况，通常用一定时间内质量漂移的质量单位来表示。只席那晤岂掏聘硬汝率煌厨主铝卿俗滨敞徐诗藐涣盒阮奋距靳挝夫纲杖癸生物质谱分析技术生物质谱分析技术生物质谱种类 n按离子源的类型：电喷雾质谱和MALDI 质谱 n按质量分析器类型：四级杆质谱；飞行时间质谱；离子阱质谱；FTICR质谱等董凛俄眷德昭剁怂驾耳劲邯蒂愈圈定盘帆产拭赫琵锥际疯患菇茂永恼匀阀生物质谱分析技术生物质谱分析技术串联质谱 nQ-Q-Q nTOF/TOF nQ-TOF nQ-Trap 夫奏浦棵阻遂潞歹皇勿向

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