电喷雾离子化质谱及其在生物大分子分析中的应用.pdf

第 27 卷第 4 期 2000 年 7 月 浙 江 大 学 学 报 理学版 Journal of Zhejiang University Sciences Edition Vol 27 4 Jul 2000 收稿日期 1999 03 26 作者简介 吴忆南 1969 男 博士 讲师 主要从事有机分析方面的研究 文章编号 1008 9497 2000 04 0430 03 电喷雾离子化质谱及其在生物大分子 分析中的应用 吴忆南1 林贤福1 陈耀祖1 周克瑜2 1 浙江大学化学系 浙江 杭州 310027 2 南京土壤研究所 江苏 南京 210008 摘 要 本文研究了一种新的离子化质谱 电喷雾离子化质谱在生物大分子分析中的应用 并与一些 传统的质谱法进行了比较 关 键 词 电喷雾离子化 质谱 生物大分子 中图分类号 O656 21 文献标识码 A WU Yi nan1 LIN Xian fu1 CHEN Yao zu1 ZHOU Ke yu2 1 Dep artment of Chemistry Zhejiang University H angz hou310027 China 2 Institute of Soil Science Nanjing 210008 China The application of electrospray ionization mass spectrometry in macrobiomolecule analysis Journal of Zhejiang University Sciences Edition 2000 27 4 430 432 Abstract T he application of a new mass spectrometry technique electrospray ionization ESI in macrobiomolecule analysis was researched and the comparison of this new technique with some traditional techniques was also carried Key words electrospray ionization mass spectrometry macrobiomolecule 1 引 言 质谱法由于其超微量 快速 灵敏等特点在化学 生物化学等方面有着广泛的应用 近年来一种 新的质谱技术 电喷雾离子化 Electrospray ionization ESI 的发展使质谱在生物大分子分析 方面的应用越来越重要 1 电喷雾离子化 ESI 是一种大气压电离技术 Atmospheric pressure ionization technique 主 要过程包括 产生带电液滴 使带电液滴的溶剂蒸发 产生气相离子 气相离子引入质谱 在ESI 的 温和条件下 样品分子通常带上质子 碱金属离子或铵离子 当用负喷雾电场时 通过除去质子或其 它阳离子而生成负离子 ESI 由于灵敏度高且可分析混合物 目前在生物大分子中有着广泛的应用 2 5 我们以这种仪 器检测了蛋白质 多糖 C60等样品 2 实验部分 2 1 仪器及试剂 实验在 Finnigen SSQ 电喷雾 四极杆质谱上进行 马心肌红蛋白为标准样 C60衍生物及多糖为合成待分析样品 溶菌酶为混合待测样品 样品来 自南京土壤研究所 北京军事医学科学院 2 2 实验方法 马心肌红蛋白 多糖 溶菌酶均溶于水 C60衍生物溶于有机溶剂 以注射进样法进样 3 结果与讨论 图 1 为马心肌红蛋白标准样的ESI 质谱图 图中出现样品带 9 个电荷直到带 21个电荷的一组 强度呈正态分布的组峰 这是典型蛋白质 ESI 系列峰 根据这一组系列峰可计算出马心肌红蛋白 的分子量为 16947 4Da 图 1显示样品很纯 无明显杂质峰 图 2 为溶菌酶样品的 ESI 质谱图 该样品为实验室待测样 经电泳提纯 但在其它相关实验中 发现仍有杂质 需质谱数据进一步证明 图中最高的一组系列峰分别带电荷 8 9 10 经计算知这组 峰代表分子量为 14306 8Da 的蛋白质 正是溶菌酶 图中还有强度小一些的系列组峰 说明样品含 杂质 此实验结果表明 ESI 质谱可有效地检测混合蛋白质 图 1 马心肌红蛋白标准样品的 ESI 质谱图 图 2 溶菌酶样品的 ESI 质谱图 图 3 为 C60衍生物的 ESI 质谱图 该样品为合成待测样 C60一般不易电离 通常以 MALDI FAB 等检测 但由于以 MALDI 检测时样品准备较困难 用 FAB 检测时基质峰比较强 使得一些 精细峰被掩盖 用 ESIMS 测则很容易 从图中可以看出 C60峰 m z720 C60衍生物峰 m z794 都很 强 其它一些精细峰也很丰富 清晰 便于研究 图 4 为多糖样品的ESI 质谱图 该样为合成待测样 高分子量多糖用常规方法测定通常比较困 难 ESI 的检测效果则很好 图中显示其分子量为 3483Da 4 结 论 电喷雾质谱操作方便 样品准备简单 对蛋白质 混合蛋白质 C60 多糖等常规方法不易分析的 样品可进行有效的检测 应用范围广 效果好 是研究生物大分子的重要手段 431 第 4 期吴忆南 等 电喷雾离子化质谱及其在生物大分子分析中的应用 图 3 C60衍生物样品的 ESI 质谱图 图 4 多糖样品的 ESI 质谱图 参考文献 1 Fenn J B Mann M M C K et al Electrospray ionization principles and practice J Mass Spectrom Rev 1990 9 1 37 2 Wahl J H Goodlett D R Udseth H R et al Attomole level capillary electrophoresis mass spectrometric protein analysis using5 m i d capillaries J Anal Chem 1992 64 24 3194 3 Hofstadle S A Wahl J H Bruce J E et al On line capillary electrophoresis with FTICR mass spectrometry J J Am Chem Soc 1993 115 15 6983 4 Huddleston M J Bean M F Carr S A et al Collisional fragmentation of glycopeptides by electrospray ionization LC MS and LC MS MS J Anal Chem 1993 65 7 877 5 Blanc J C Y Siu K W M Guevrem