质谱发展历史-基础知识.ppt

第一章介绍，I .质谱的发展史1906年J.JThomson在电磁场中实验了利用电荷离子的运动轨迹与质量比(m/z)有关。第一个质谱计是1912年制作的。1946年发明的飞行时间质谱仪1953-1958年出现了quad-pole质谱仪，1959年与GC-MS一起出现了质谱仪质谱仪根据离子质量比(m/z)以不同方式分离分子。测量分子量，分析成分和结构。离子以失去或捕获电荷的方式生成(例如：电子发射、物质化或去物质化)的主要成分：1。入口2。离子源3。质量过滤器(分析器)4。离子检测器，离子源，质量过滤/分析器，检测器，样品板LC或GC，方法：吸收注入头注入毛细管注入(在气相色谱和液相色谱中)，第二离子源、A:EI源电化学是1980年以前的主要电离方法，只能用于检测比生物有机分子小得多的分子(400Da以下)，样品必须通过蒸发(通常是热分解吸附)进入电离区。电子流传递一些能量(小于6ev)，形成离子和部分碎片。EI的优点和缺点，优点1。等级敏感度2。拥有10万个化合物的数据库可以快速搜索。3.根据碎片法识别未知物质。4.从碎片判别结构。缺点1。质量范围小2。气化前有分解的可能性。3.有时碎片太多，看不到分子离子，FBI快速原子/离子轰击离子源FastAtom/IonBombardment，使用高能量的氙原子Cs离子或甘油-NH4组喷雾样品目标的样品和基体表面，基体是溶解样品的非挥发性溶剂，样品在基质中吸附和汽化，电离矩阵的作用是溶解样品；它能吸收大部分能量，使样品电离，并有助于防止高能量冲击破坏。FBI的优点和缺点，优点1，质量数为7000Da。2，快。3、软电离法，碎片离子较少。4，M Na，M K易于引入阳离子形成正离子。5、分辨率高。矩阵可用作准确质量测量的参考离子。6，甘油的质量形成多电荷可测量的生物大分子。缺点1，高质量灵敏度降低严重。2、灵敏度比maldi低，ESI低。碎片少，结构信息少。4、矩阵多峰、干扰结果分析。5、样品必须能溶于基体。6、非极性物质很难电离。C:MALDI激光吸附离子源matrix-assistdlaserdesorption/ionization，MALDI源的出现解决了生物大分子的电离问题，电离过程与FBI相似。1，使用矩阵，但矩阵是固体。2、用MALDI脉冲激光束轰击样品和矩阵的共结晶。矩阵的要求是吸收337nm紫外线，使其汽化，能量从矩阵传递到样品，使样品一起气化和电离。常用基质，1，氰基-4羟基-计算CCA多肽2，3，5-二甲氧基-4-羟基肉桂酸SA蛋白3，龙胆酸(2，5-二羟基苯甲酸DHB聚合物4，嘧啶PA5，3即使只分析极小的样本，也常用矩阵结构，DHB、SA、CCA、MALDI的优点1，质量数300 2，attomole中的femtomole级别敏感度。3、软电离方法，没有或很少碎片离子。4、耐盐性(样品可达到纳米摩尔浓度)。5、适用于复杂混合物分析。缺点1，分辨率低。2，1000 da以下的矩阵峰值干扰。3、激光分解吸附电离能使样品光解。4、串联质谱很弱，除非附着反射装置进行源后衰变测定。5、无法分析非共享密钥交互。6、量化时需要内部校准。7、没有反射飞行装置，无法分析多肽校正。8、对多种成型剂的耐受性低(如磷酸缓冲液、大于150mM的盐等)。samplestubmissioninsolution、asconcentratedasphasible、volume 10-20 ulminimumconcentration 10 pmol/microliter use 20此时，液滴表面的电场很强，使分析物电离，使其具有单个电荷或多个电荷。一般分析体分子量2000Da由多电荷、NANO-ESI喷雾照片、ESI特征、1、ESI产生的生物聚合物离子，多肽蛋白质等经常带有10多个电荷，因此m/z大幅减少，弥补了像四极棒质谱计一样质量窄的缺点。2、质谱显示离子带电荷不同的一系列质量比峰，根据峰值位置转换为质量数和电荷数。电荷数和质量数计算，已知mj=(m NJ)/njmk=(m NK)/nnnj=nk1为NJ=(MK-1)/(MK-mj)NK=(mm3、软电离，可观察生物分子非共享反应。4、方便性和LC串行、1ml/min流量的LC洗脱液直接分析。5、无矩阵干涉。6、四极质谱、离子阱质量分析仪进行结构分析。7，具有多电荷，质量范围窄的设备能检测高质量水的离子。8，用多个电荷计算平均值，给出更精确的质量数。9、特别适用于多肽的改性。10、样品前处理简单直接分析RP-HPLC脱盐处理液。缺点1，耐盐性低。2、对某些化合物特别敏感，污染难以清洗。3、样品必须先气化，混合物不适用。4、带多电荷分析混合物时，产生混乱。定量需要内部校准。E:不同的电离方法，阳离子化：以非共价键方式向中性分子添加正电荷。特别适用于质子化不稳定的分子，质子化是由质子转移到分子，使分子不稳定，使分子分解的共晶结合。杨和华没有这种缺点。一般在ESI离子方法中使用的糖类很适合这种电离方法。一般为Na。负离子化：分子再失去一个质子，带正电荷，这种电离方法适用于苯酚、羧酸、磺酸等酸性物质。第三章质量分析器(过滤器)，第一节：质量分析器的主要指标a，质量范围(m/z)可测量的质量比率范围NH b，灵敏度恒定浓度样本生成响应时的最低浓度值。n，D，分辨率质量分析方法将区分不同质量比离子的能力的分辨率r=m/ a=m/(m-m) ba公式定义为单个峰的质量比与其半峰宽度的比率b公式为相邻交点的10%，这两个峰Ma型计算的分辨率大约是其分辨率的两倍。不同分辨率光谱效果，e:分子质量表达方法，1，单个同位素质量单原子质量最轻的稳定同位素质量(也称为自然界中最丰富的同位素质量)。只有高分辨率质量分析器才能分离单个同位素峰。，2，化学平均分子量m根据同位素质量和丰度计算平均质量，所有元素的平均质量给出分子的平均质量。3，峰质量不区分质量峰最高的质量数。表达法由分子量和分辨率决定。m/z高时，单个同位素峰不再是最丰富的峰，m/z8000时和峰质量趋于1。与第二节质量分析器的种类a、四杆质量分析器QuadrupoleAnalyzerA、b极性相反，添加直流电压DC以叠加RF电场RF，扫描时固定RF频率，DC: RF保持率恒定，数字增加，m/z依次通过大离子，得到完整的质量分析表。DC RF，四极质量分析器的优点，四极质量分析器一般为EI，与ESI源连接1，允许相对较低的真空度(约10x 10 torr)2，m/z为3000，ESI离子源生成的多电荷生物分子离子m/z为3，000费用低廉。b，将离子阱质量分析器，三维偶极子，RF添加到环形电极。将环电极、离子阱质量分析器、三维偶极子、RF添加到环电极。c，飞行时间质量分析器Time-of-FlightAnalyzer，离子的E=UZ=mv飞行时间t=，t=const，L，v，m，z001%，多个质量分析器比较，第三部分：碰撞诱导产生片段离子，结构分析(cid)ionsourceiondaughteriongrandaughterion，离子，MS，CID，MS/2，MS/MS方法：q选择父离子(前体离子)作为分析器，q生成子离子作为碰撞室，子离子作为q进行分析。3，MS方法：三段偶极子的多种扫描模式，1，子离子扫描模式：MS/MS. 2，前驱离子扫描模式：q设定所有离子输入q碰撞离解，q设定特定子离子值，仅检测此特定子离子，连接q和q，探测器检测子离子3，中性损失扫描：q扫描和q具有特定质量差的子离子，光谱显示所有特定中性分子丢失的母离子。b，3段四极飞行时间质量分析器quadrupoletimeflight，c，飞行时间质量分析器Time-of-flight/time-of-flight，时间系列质量分析器，a，离子陷阱质量分析器，比较不同系列质谱的优缺点，第四章探测器，第一，电子倍增探测器：真空度低，表面容易污染，寿命一般为1-2年。第二，光电转换倍增器(闪烁计数器)、电子发射冲击荧光屏、荧光屏发射光子由光子放大器检测。光子放大器用容器密封，光子通过密封玻璃，防止表面污染，寿命为5年。3，在高EnergyDynodeDetector(HED)、离子倍增器之前添加加速静电场。离子加速后，更多的二次电子产生电子雪崩，灵敏度更高。是的，FT-MS，FT-MS本身就是探测器，因为离子诱导产生的感应电流与m/z相关。第五章，质谱在生物学中的应用，第一，肽质量指纹识别蛋白。第二，串联质谱鉴定蛋白质技术，thenomenclatureofthecommonpeptidfragmentonsdeveloperffandfohlman，theproposdmechanismofformatiofbandy-，4，O标记从头initio测序技术，蛋白酶解酶水解物H2O和H2O分别占50%，在酶水解后肽段羧基末端的羟基氧O/O丰度比1: 1，y型离子系列M 2/M同位素峰的丰度比正常非标记O离子的同位素丰度比高。18，18，16，18，5，磷酸化蛋白的鉴定，a: maldi-tof结合磷酸酶水解，磷酸化蛋白，MS，蛋白酶水解，MS，磷酸水解，磷酸水解，磷酸水解、b、串联质谱的父离子、中性损失扫描分析了含HPO3的肽段的特性离子，直接从混合肽段中找到了磷酸化肽段。c，PRD-MAL