蛋白质组学研究中的液相色谱生物质谱及mascot原理与应用

1、蛋白质组学研究中的液相色谱生物质谱及mascot原理与应用 蛋白质组学讨论中的液相色谱、生物质谱及mascot原理与应用 生物质谱原理与仪器类型 色谱分别原理及应用 液质联用技术应用实例 mascot 与质谱数据分析 生物质谱原理与仪器类型 色谱分别原理及应用 液质联用技术应用实例 mascot 与质谱数据分析 质谱的基本概念一、质谱(mass spectromety)是什么？特别的天平：称量离子的质量。质谱学：是一门讨论气相离子结构、性质及反应行为的科学。二、质谱能做什么？定性：化合物的结构定量：混合物的组成领域：化学、生物学、医学、药学、环境、物理、材料、能源等三、质谱的独到之处是什么？

2、4s特性：sensitivity灵敏 speed快速 specificity特异 stoichiometry化学计量 254.2 100 507.3 % 194.2 0 100 200 300 400 500 600 334.3 399.7 m/z 质谱学的进展历史 质谱学领域的诺贝尔奖 1906年：物理奖 j. i. thomson 贡献：正电荷离子束在磁场中的偏转 磁质谱仪的基 础同位素分析 1989年：物理奖 w. paul 贡献：离子阱技术的创造 2021年：化学奖 j. b. fennvirginia commonwealth university, usa 贡献：电喷雾(esi)电

3、离方法生物大分子分析 electrosprayionization for mass spectrometry of large biomolecules, j. b. fenn, m. mann, c. k. meng, s. f. wong and c. m. whitehouse, science 246, 64 (1989) koichi tanaka (田中耕一) shimadzu corporation,japan 贡献：基质帮助激光解吸(maldi)电离方法 生物大分子分析 rapid communications in mass spectrometry 2, 151 -153

4、 (1988), koichi tanaka, hiroaki waki, yutaka ido, satoshi akita, yoshikazu 质谱仪的主要构成 离子源质量分析器检测器离子光学系统真空系统 离子源 esi(electrosprayionization )电喷雾电离 nanoesi特点：能与hplc很好地在线联用翻译后修饰分析多电荷 maldi(matrix assisted laser desorption ionization )基质帮助激光解吸附电离 特点：快速、直接观看大分子(几十kd到上百kd) 糖肽分析 单电荷 maldi电离原理sample plate hn

5、laser1. sample (a) is mixed with excess matrix (m) and dried on a maldi plate. 2. laser flash ionizes matrix molecules. 3. sample molecules are ionized by proton transfer from matrix: mh+ a m+ ah+. ah+ +20 kv variable ground grid grid 选择合适基质sinapinic acid a-cyano-4-hydroxycinnamic acid(chca) 2,5 dih

6、ydroxybenzoic acid“super dhb” 3-hydroxypicolinic acid haba蛋白质10kda多肽10kda neutral carbohydrates, synthetic polymers proteins, glycosylated proteins oligonucleotides proteins, oligosaccharides 质量分析器 q (quadrupole) 四极杆trap (ion trap) 离子阱tof (time -of flight) 飞行时间ft (fourier transform) 傅立叶变换 四极杆 4极质荷比分

7、析器(圆形或双曲线) 用直流或沟通电压过滤m/z 线性四极杆 质量过滤 转变电压不同质量离子过滤 到检测器 离子在特定轨道输送到检测器 最多使用于lc/ms 质量辨别单位 0.1 u 质量精确度 质量范围: 50 -2000 真空:低10-4, 10-5torr 三维四极杆离子阱endcap electrode 沟通电压应用于环形电极来捕获离子氦气引入到离子阱 1)碰撞进样时的冷离子 2)诱导分裂 (msn试验) ring electrode endcap electrodefigure adapted from march, r. e. in encyclopedia of analytical chemistry; meyers, r. a., ed.; john wiley sons ltd.: chichester, uk, 2000; pp. 11848-11872. 飞行时间质量分析器 飞行时间质量分析器 离子源中的离子经加速电压获得的速度为：其中 ze为电荷，v为加速电压，m为质量飞行管长度l,到达检测器的时间为：质量越大，飞行时间越长，实现分别 m1和m2两个离子： 2 zev v= m l m t=l v 2 zev用已知样品进行校正，得到未知离子的质量 t= l( m1 m2 ) 2 zev 串联质谱技术 ms/ms： 质量特别