MALDITOFMS的原理和应用ppt课件

1、周春喜 博士 布鲁克道尔顿公司 应用工程师,基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱的原理和应用简介,MALDI-TOF质谱的基本原理 蛋白鉴定和蛋白质组分析 定量蛋白质组学 细菌鉴定 血清多肽谱分析 分子成像,内容提要,什么是质谱仪,样品,离子源,质量分析器,生物质谱仪的离子源与质量分析器,离子源 ElectroSpray Ionization (ESI) Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization (MALDI,质量分析器 Time of Flight (TOF) Ion Trap (IT) Quadra poles (Q) Fourier Transf

2、orm Ion Cyclotron Resonance (FT-ICR,生物质谱仪的类型,离子源 MALDI ESI,质量分析器 TOF Ion Trap (IT) Quadrupoles (Q) FTMS,质谱仪的类型 MALDI-TOF; MALDI-TOF/TOF ESI-TOF ESI-Qq-TOF ESI-Ion Trap ESI-triple Quadrupoles ESI (or MALDI or .) FTMS ESI (or MALDI or .) Q-q FTMS,E=Uz=1/2mv2 和 t=L/V E：离子在加速电场获得的动能; U：加速电场电压 z：离子所带电荷;

3、m：离子质量 v：离子飞行速度; L：飞行管道长度 t：离子飞行时间; c：常数 质量分析范围：500Da-100KDa,MALDI-TOF质谱的原理,t = c m/z,Laser,MALDI-TOF-MS 线性模式检测,Sampleplate,Acceleration grids,Drift tube,Ion detector,Mass spectrum,Vacuum system,Vacuumlock,几秒钟即可得到结果,MALDI TOF 质谱的组成 一级质谱,质谱图提供的信息,分子量(定性信息,峰强度(定量信息,40000,60000,80000,100000,m/z,200,400

4、,600,800,1000,1200,1400,1600,1800,2000,2200,2400,2600,2800,a.i,多肽和蛋白质分子量的测定,Bovine Serum Albumin,多肽的序列分析,Intensity,M/Z,Parent Ion,Gly,Leu or Ile,Lys,Pro,Phe,Ser+P,Trp,Val,肽链的裂解方式及碎片离子的命名,MALDI TOF-TOF 串联质谱的原理,质谱图,离子检测器,离子反射器,母离子 选择器,MALDI 离子源,LIFT 子离子加速器,高灵敏度，分析浓度至低 fmol 软电离方式，主要产生单电荷离子，谱图易解析 能容忍一定的

5、盐浓度：PBS 20 mM 线性TOF分析器可测定大分子的分子量 反射式TOF具有高分辨率, 可进行PMF分析 通过串联质谱可进行序列分析,MALDI-TOF质谱的优点,MALDI-TOF质谱的基本原理 蛋白鉴定和蛋白质组分析 定量蛋白质组学 细菌鉴定 血清多肽谱分析,内容提要,40000,60000,80000,100000,m/z,200,400,600,800,1000,1200,1400,1600,1800,2000,2200,2400,2600,2800,a.i,多肽和蛋白质分子量的测定,Bovine Serum Albumin,BSA的肽质量指纹图 (PMF,BSA的氨基酸序列,M

6、ascot 检索结果,多肽的二级质谱图,931.513,1046.555,354.201,400.216,110.064,517.260,647.358,756.390,263.147,0,1000,2000,3000,4000,5000,6000,100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,m/z,多肽的序列匹配,931.513,1046.555,354.201,400.216,110.064,517.260,647.358,756.390,263.147,0,1000,2000,3000,4000,5000,6000,100,200,300,400,5

7、00,600,700,800,900,1000,m/z,Mascot 检索结果,蛋白质组分析的常用技术路线,基于二维电泳分离的蛋白质鉴定,LC-MALDI: 基于液相色谱分离的蛋白质鉴定,Proteineer fc MALDI fraction collector,LC,AnchorChip,TOF/TOF,MALDI-TOF质谱的基本原理 蛋白鉴定和蛋白质组分析 定量蛋白质组学 细菌鉴定 血清多肽谱分析,内容提要,二维电泳分离后,确定差异蛋白,再进行鉴定,Normal Stage,Cancer Stage,Subtraction Display,Peptide Mass Fingerprin

8、t (PMF,蛋白质的搜库鉴定,Mascot Search Results,Protein ID,MALDI-TOF质谱的基本原理 蛋白鉴定和蛋白质组分析 定量蛋白质组学 细菌鉴定 血清多肽谱分析 分子成像,内容提要,如何快速鉴别不同种类的微生物,BioTyper：微生物的鉴别与分类,待检样品,克隆选择,样品制备,质谱分析,数据分析,菌种鉴定,Bacillus globigii,实验流程,Result Report | Detected Species | Ranking |act Sc |max Sc |Rel Score |PN k |PN b |PN m |Rel P-Num.|I-Co

9、rr.|1000*Pro - Spectrum #12 | Ps. mendocina DSM50017 | 1 | 3813 | 4271 | 0.89 | 41 | 10 | 83 | 0.55 | 0.88 | 438 | Ps. oleovorans B396 | 2 | 1671 | 3450 | 0.48 | 14 | 8 | 83 | 0.22 | 0.39 | 41 | Ps. fluoreszens B340 | 3 | 868 | 4186 | 0.21 | 6 | 7 | 83 | 0.11 | 0.19 | 4 | Ps. veronii DSM11331 | 4 |

10、847 | 4250 | 0.20 | 5 | 7 | 83 | 0.10 | 0.14 | 3 | Ps. putida DSM291 | 5 | 374 | 2821 | 0.13 | 3 | 3 | 83 | 0.05 | 0.12 | 1 | Ps. putida B401 | 6 | 329 | 2638 | 0.12 | 3 | 2 | 83 | 0.05 | 0.11 | 1,基于谱图模式比对的细菌鉴定,细菌鉴定结果的报告,MALDI-TOF质谱的基本原理 蛋白鉴定和蛋白质组分析 定量蛋白质组学 细菌鉴定 血清多肽谱分析 分子成像,内容提要,患者,血清样品,磁珠分离过程,数据分析

11、,临床结果,疾病,正常,正常,Binding,Washing,Elution,MALDI TOF检测,血清多肽谱的分析流程,可选择的磁珠类型,Hydrophobic Interaction MB-HIC 1 MB-HIC 3MB-HIC 8MB-HIC 18,Immobilized Metal AffinityChromatography MB-IMAC-FeMB-IMAC-Cu,Ion Exchange MB-WCXMB-WAX,磁珠捕获低丰度蛋白的过程,疾病诊断标志物的筛查,正常组,疾病组,疾病诊断结果的报告,3000,4000,5000,6000,m/z,60,80,100,120,140,160,180,200,220,240,260,280,300,320,340,360,380,a.i,核酸的分析,SNP 位