关键词：标准微粒标准物质
粒度标准物质 微粒标准物质 浊度标准物质
电喷雾质谱技术和基质辅助激光解吸附质谱技术具有高灵敏度和高质量检测范围准确地分析分子量高达几万到几十万的生物大分子成为可能从而使质谱技术真正走入了生命科学的研究领域并得到迅速的发展。以下主要介绍与生物医学有关的几项质谱技术。 电喷雾质谱技术 电喷雾质谱技术 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。电喷雾离子化的特点是产生高电荷离子而不是碎片离子使质量电荷比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行数算出。 电喷雾质谱的优势就是它可以方便地与多种分离技术联合使用如液一质联用是将液相色谱与质谱联合而达到检测大分子物质的目的。 基质辅助激光解吸附质谱技术 基质辅助激光解吸附质谱技术的基本原理是将分析物分散在基质分子中并形成晶体当用激光照射晶体时由于基质分子经辐射所吸收的能量导致能量蓄积并迅速产热从而使基质晶体升华致使基质和分析物膨胀并进入气相。所产生的质谱图多为单电荷离子因而质谱图中的离子与多肽和蛋白质的质量有一一对应关系。产生的离子常用飞行时间检测器来检测理论上讲只要飞行管的长度足够检测器可检测分子的质量数是没有上限的因此质谱很适合对蛋白质、多肽、核酸和多糖等生物大分子的研究。 快原子轰击质谱技术 快原子轰击质谱技术 是一种软电离技术是用快速惰性原子射击存在于底物中的样品使样品离子溅出进入分析器这种软电离技术适于极性强、热不稳定的化合物的分析更加适用于多肽和蛋白质等的分析研究。 只能提供有关离子的精确质量从而可以确定样品的元素组成和分子式。而串联技术的应用可以提供样品较为详细的分子结构信息从而使其在生物医学分析中迅速发展起来。 同位素质谱 同位素质谱是一种开发和应用比较早的技术被广泛地应用于各个领域但它在医学领域的应用只是近几年的事。由于某些病原菌具有分解特定化合物的能力该化合物又易于用同位素标示人们就想到用同位素质谱的方法检测其代谢物中同位素的含量以达到检测该病原菌的目的同时也为同位素质谱在医学领域的应用开辟了一条思路。 生物质谱技术的应用 随着质谱技术的不断改进和完善质谱的应用范围已扩展到生命科学研究的许多领域特别是质谱在蛋白质、医学检测、药物成分分析及核酸等领域的应用不仅为生命科学研究提供了新方法同时也促进了质谱技术的发展。 质谱与蛋白质分析 蛋白质分子量的测定蛋白质类生物大分子分子量的测定有着十分重要的意义如对均一蛋白质一级结构的测定既要测定蛋白质的分子量又要测定亚基和寡聚体的分子量及水解、酶解碎片的分子量。常规的分子量测定主要有渗透压法、光散射法、超速高心法、凝胶层析及聚丙烯酸胺凝胶电泳等。这些方法存在样品消耗量大精确度低易受蛋白质的形状影响等缺点。 技术以其极高的灵敏度、精确度很快在生物医学领域得到了广泛的应用特别是在蛋白质分析中的应用至今已被分析的蛋白质已有数百种之多不仅可测定各种亲水性、疏水性及糖蛋白等的分子量还可直接用来测定蛋白质混合物的分子量也能被用来测定经酶等降解后的混合物以确定多肽的氨基酸序列。可以认为这是蛋白质分析领域的一项重大突破。 蛋白质组研究蛋白质组是指一个基因组、一个细胞或组织所表达的全部蛋白质成分。蛋白质组的研究是从整体水平上研究细胞或有机体内蛋白质的组成及其活动规律包括细胞内所有蛋白质的分离、蛋白质表达模式的识别、蛋白质的鉴定、蛋白质翻译后修饰的分析及蛋白质组数据库的构建。质谱技术作为蛋白质组研究的三大支撑技术之一除了用于多肽、蛋白质的质量测定外还广泛地应用于肽指纹图谱测定以及氨基酸序列测定等。 肽指纹图谱 测定是对蛋白酶解或降解后所得多肽混合物进行质谱分析的方法对质谱分析所得肽片与多肽蛋白数据库中蛋白质的理论肽片进行比较从而判别所测蛋白是已知还是未知。由于不同的蛋白质具有不同的氨基酸序列因而不同蛋白质所得肽片具有指纹的特征。 采用肽指纹谱的方法已对酵母、大肠杆菌、人心肌等多种蛋白质组进行了研究。对大肠杆菌经膜转印的蛋白质的研究表明三个肽片即可达到对蛋白质的正确识别。而采用原位酶解的方法对酵母蛋白质组研究的结果显示约的蛋白质被识别其中三十多种新蛋白质被发现而这些蛋白质是酵母基因组研究中未能识别的开放阅读框架。研究显示肽指纹谱的方法比氨基酸组成分析更为可靠这是因为测定肽质量的准确度为而氨基酸组成分析的准确度仅为。另外可以耐受少量杂质的存在对于纯度不是很高的样品也能得到理想的结果。 对肽序列的测定往往要通过串联质谱技术才能达到分析目的它采用不同的质谱技术选择具有特定质荷比的离子并对其进行碰撞诱导解高通过推断肽片的断裂即可导出肽序列。 质谱与核酸研究 现代质谱技术自诞生以来在多肽及蛋白质的研究中获得了极大的成功于是人们开始偿试着特质谱技术用于核酸的研究工作近年来合成寡核苷酸及其类似物作为反义治疗剂在病毒感染和一些癌症的治疗方面有着良好的前景寡核苷酸作为药物其结构特征必须进行确证。常规的色谱或电泳技术只能对其浓度和纯度进行分析而对其碱基组成、序列等结构信息却无能为力。 和质谱技术的出现为寡核苷酸及其类似物的结构和序列分析提供了强有力的方法它是将被测寡核苷酸样品先用外切酶从或端进行部分降解在不同时间内分别取样进行质谱分析获得寡核苷酸部分降解的分子离子峰信号通过对相邻两个碎片分子质量进行比较可以计算出被切割的核苷酸单体分子质量将其与四个脱氧苷酸的标准分子量进行对照就可以读出寡核苷酸的序列。由于技术分辨率的问题使得其更适合于减基数较少的短链核酸的分析。 如何获得高分辨率的质谱图一时间成为了研究的热点问题由于的化学结构存在着不同于蛋白质的结构特征使得样品存在某些特殊性一是其结构中存在着磷酸基因有形成钠磷化合离子的趋势二是在激光解吸离子化过程中它的结构不如蛋白质稳定易形成碎片这导致峰宽和分子离子的强度变弱从而使得分辨率下降。 年等把离子延迟引出 技术应用于中不但提高了的分辨率而且也开创了质谱应用于研究领域的新局面。国内邓慧敏等也应用法测定了混合碱基获得了高分辨率的质谱图。 质谱与临床医学 除了应用于蛋白质和核酸研究以外质谱还以其灵敏度和高分辨率在临床医学检测中得到了广泛的应用如对药物代谢产物的动态分析癌细胞蛋白质的鉴定同位素标记物的检测等。其中用同位素标记的尿素呼吸试验和标记的排泄试验已成为临床检测胃幽门螺杆菌的有效手段。 质谱与检测 随着生物工程技术的发展大量的生物工程产品不断出现传统的测定分子量
