生物质谱剖析技术共89页文档
(完整版)质谱分析图谱解析
CH
+ CH2
CH2 R +
R
+
CO
R'
R +
CH2 +
R'
C
+
O+
R
自由基位置引发的重排反应
+ H
X
W
C
Y
Z
+
H YR''
R CH
CHR'
(CH2)n
+
XH W
C
+
Y Z
H RC
CHR'
+
+ HYR''
(CH2)n
n = 0, 1, 2
Y = N, O, S
电荷位置引发的裂解反应
+
R Y R'
RI(M+1) / RI(M) ×100 = 1.1x + 0.37z+ 0.8S RI(M+2) / RI(M) ×100 = （1.1x）2 / 200 + 0.2w +4.4S
■ 含Si的化合物 28 Si : 29Si : 30Si = 100 : 5.1 : 3.4
■ 含重同位素（如 Cl, Br）的样品
+ +
m/z =104 + 14n
氢的重排反应:
McLafferty重排
R 羰基化合物
H +
O
-H
R'
R H + -H
烯烃化合物
烷基苯
H
+
R
-H
+
R
OH
生物质谱技术与方法
检测器
1.直接电检测器 2.电子倍增器 3.闪烁检测器 4.微通道板
计算机控制与数据处理系统
1.监控各单元的工作状态,实现质谱仪的 全自动操作. 2.数据的采集和简化. 3.质量数的转换. 4.扣除本底或相邻组分的干扰. 5.谱峰强度归一化. 6.标出高分辨质谱的元素组成.
7.用总离子流对质谱峰强度进行修正. 8.谱图的累加﹑平均. 9.输出质量色谱图. 10.单离子检测和多离子检测. 11.谱图检索.
相 80 对 峰 强 60
29
40
20
15
28
10 20 30
33
40 50
m/z
牛血清蛋白（BSP）酶解产物的质谱图
Voyager Spec #1[BP = 1480.6, 8127] 100 90 80 70 60 50 %Intensity 40 1480.60 1567.46
30 20 10
质量分析器(mass analyzer)的种类
1.磁质量分析器(单聚焦质量分析器,双聚 焦质量分析器) 2.四极质量分析器(四极杆滤质器) 3.飞行时间质量分析器(TOF) 4.离子阱(Ion Trap)质量分析器 5.离子回旋共振质量分析器 其中,2﹑3﹑4是目前生物质谱分析中常 用的质量分析器
m/z
质谱仪的主要性能指标
衡量质谱仪整体性能的主要指标有： 质量范围 分辨率 质量准确度 灵敏度 扫描速度等
不同类型质量分析器的性能指标
质量 分析器 四极杆质 谱 离子阱质 谱 质量上限 (m/z) ＜4000 质量准确 度（u） 0.1 分辨率 （R） 500～ 3000 1000～ 10000 扫描速度 （u/s） 4000～ 6000 4000～ 6000 适用 范围 小分子、 多电荷离 子大分子 小分子、 多电荷离 子大分子
《生物质谱分析技术》课件
生物质谱分析技术在生物学、医学和农业等领域有广泛的 应用，如蛋白质组学、代谢组学、药物筛选和食品安全检 测等。
生物质谱分析技术的原理
生物质谱分析技术的原理是基于质谱原理，通过离子化样 品中的分子，测量其质量/电荷比值，从而确定分子的质 量和结构。
THANKS
感谢观看
临床应用
随着质谱分析技术的发展，其在临床 诊断、药物发现和个性化医疗等领域 的应用将得到进一步拓展。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术将进一步优 化和提高质谱数据的解析能力，使生 物质谱分析更加高效和准确。
06
参考文献
参考文献
生物质谱分析技术概述
生物质谱分析技术是一种基于质谱原理的生物分子分析方 法，通过测量生物分子质量，可以用于鉴定、定量和分离 生物分子。
蛋白质组学研究是生物质谱分析技术的重要应用领域之一。通过质谱分析，可以 鉴定蛋白质的成分、结构和功能，进而研究蛋白质之间的相互作用和蛋白质的表 达调控。
质谱分析在蛋白质组学研究中常用于蛋白质鉴定、差异表达分析、蛋白质修饰和 相互作用研究等方面。例如，在研究癌症等疾病过程中，质谱分析可以帮助科学 家发现与疾病相关的差异表达蛋白和蛋白质修饰，为疾病的诊断和治疗提供新的 靶点。
生物质谱分析技术逐渐成熟， 开始广泛应用于蛋白质组学研
究。
21世纪初
随着各种新型质谱仪器的出现 ，生物质谱分析技术的应用领
域不断拓展。
目前
生物质谱分析技术已经成为生 命科学领域的重要研究手段， 不断推动着生命科学的发展。
02
质谱仪的基本原理与构成
质谱仪的工作原理
1 2
离子化
通过电离方式将生物分子转化为带电离子。
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（3）麦氏重排
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四、醇
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五、酚
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六、醛酮
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八、胺
1、分子离子峰 脂肪族胺的分子离子峰很弱， 环胺、芳胺的分子离子峰很强。
2、断裂方式
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九、酰胺
1、分子离子峰 酰胺类分子离子峰通常可测到。
2、断裂方式（具有羰基裂解的特点）
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十、硝基化合物
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这规则用于其他碎片离子时，则是含偶数个氮原子的奇电子 离子其质量是偶数；而含偶数个氮原子的偶电子离子其质量 将是奇数。而分子离子均是奇电子离子。应含偶数个（不含 氮）氮原子。 （4）必须有合理的质量碎片的丢失。分子离子峰的裂解过程 中常常会失去小质量的中性碎 片和自由基。因此裂解过程中 分子离子（母离子）与子离子之间的质量差一定要合理，例 如出现质量差15或18，就丢失-CH3或一个分子水是合理的。 而丢失4~13原子质量单位是不合理的。因为分子离子
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醇类容易失水，出现(M-18) +峰。有些硝基化合物、易于分 解的有机化合物及支链烷烃，在电子轰击条件下得不到分子 离子峰，只有碎片峰。
（3）分子离子应符合氮规则。有机化合物主要由C、H、O、 N、S、CI、Br、1、F、P等元素组成。在质谱中有机化合 物分子中含有偶数个（包括零）氮原子的分子离子，质量一 定是偶数；而含有奇数个氮原子的分子离子，质量数一定是 奇数，这个规则称为“氮规则”。因为某些元素的最大丰度 的同位素（轻同位素）的原子的质量数为偶数，其化合价亦
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4． 断裂的预测
a.产物的稳定性
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b.立体化学因素
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c. 键的活泼性
C-I键比C-Br键活泼、C-O键比C-C键活泼
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Some molecules undergo very little fragmentatio
丢失电子的能力 n>π>σ第10页 Nhomakorabea共49页
4．软电离技术的应用
C I 、 FA B 、 M A L D I 、 A P I
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5． 分子式的确定（高分辨质谱的应用）
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Exact Molecular Weights
O
CH3(CH2)5CH3 Heptane
CH3CO Cyclopropyl acetate
Relative intensity
100 80 60 40 20 0
91
CH2—CH2CH3
120
20
40
60
80 100
120
m/z
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四、重排离子 P279-286 (自学）
1．
麦氏重排
2．
逆Diels-Alder反应
3．
中性小分子的脱离
4．
四员环重排
5．
双氢重排
6．
其它重排
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A molecule that contains only C, H, and O or which has an even number of nitrogens has an even molecular weight.
生物医学中的生物质谱图谱分析技术
生物医学中的生物质谱图谱分析技术生物质谱图谱分析技术在生物医学领域中扮演着至关重要的角色。
它可以为药物研发、疾病诊断和治疗，以及生物学研究等方面提供高效、精确的数据支持。
本文将介绍生物质谱图谱分析技术的基本原理、应用领域及未来发展趋势。
一、生物质谱图谱分析技术的基本原理生物质谱图谱分析技术是一种将分子离子化后，通过质谱仪分析分子组成和结构的方法。
其基本原理是将待测物质通过不同方式离子化，形成带电离子，并进入质谱仪中进行分析。
分子的离子化方式主要有MALDI（基质辅助激光解析离子化）和ESI（电喷雾离子化）两种。
MALDI是一种基于分子矩阵的离子化方式，通常用于大分子化合物的质谱分析。
MALDI样品处理步骤简单，离子化效率高，能够分析高分子量化合物，是目前分析蛋白质的常用方法。
ESI则是一种将分子溶解在带电溶液中，通过电场作用形成带电离子的离子化方式。
ESI能够分析小分子量化合物，且适用于高分辨质谱和串联质谱等多种分析方法。
二、生物质谱图谱分析技术的应用领域生物质谱图谱分析技术在生物医学领域的应用十分广泛。
以下是其中的几个方面：1.药物研发：生物质谱图谱分析技术能够帮助药物研发人员确定药物的分子结构，以及药物与蛋白质的相互作用，为新药开发提供重要的数据支持。
2.疾病诊断和治疗：生物质谱图谱分析技术能够分析血液、尿液、脑脊液等生物样本中的代谢产物、蛋白质和核酸等分子信息，帮助医生进行疾病的诊断和治疗。
3.生物学研究：生物质谱图谱分析技术能够分析蛋白质、脂质和代谢物等分子信息，为生物学研究提供丰富的数据支持。
例如，生物质谱图谱分析技术常用于研究某些蛋白质的修饰方式及其功能。
三、生物质谱图谱分析技术的未来发展趋势随着生物质谱图谱分析技术的不断发展，其应用和研究领域也在不断拓展。
以下是未来发展趋势：1.综合分析技术的发展：目前，生物质谱图谱分析技术常常与其他技术如核磁共振、光谱分析等结合使用，以获得更全面、准确的分析结果。
生物质谱技术
生物质谱技术（Biomass Spectrometry）是一种用于分析和鉴定生物样品中化合物的分析技术。
它基于将生物样品中的化合物分离并通过质谱仪进行检测。
生物质谱技术通过测量样品中不同化合物的质荷比（m/z）来提供化学信息。
首先，生物样品（如血液、尿液、组织等）经过样品前处理，例如提取和纯化。
然后，样品中的化合物通过不同的分析方法，如毛细管电泳、液相色谱或气相色谱等进行分离。
分离后的化合物进入质谱仪，通过电离源将化合物中的分子离子化，然后根据质谱仪的设计进行质量分析和检测。
质谱仪会将离子根据其质量-荷电比进行分离和检测，生成质谱图。
通过分析质谱图，可以确定样品中存在的化合物的分子质量和相对丰度。
这种分析技术广泛应用于医药、生物学、农业、食品科学等领域。
它可以用于药物代谢研究、毒理学分析、蛋白质鉴定、生物标志物筛选等。
生物质谱技术具有高分辨率、高灵敏度和广泛的应用范围。
它可以帮助科学家们深入理解生物体内化合物的结构、功能和代谢途径，为疾病诊断和新药研发提供重要的信息。
质谱分析法.PPT文档共89页
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是来自互依存的。——伯克谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
生物分子的质谱分析
摘要：生物质谱因其高灵敏度、高准确度、快速、易于自动化等特点，质谱分析技术已经应用于化学、化工、环境、能源、医药、运动医学、刑侦科学、生命科学、材料科学等各个领域，在生命科学领域的应用和研究日益广泛。
本文将阐述目前生物质谱技术的类型、原理以及在医学领域中的应用，进而分析质谱技术在未来发展的前景。
该文综述了近年来生物质谱在蛋白质、核酸、糖类、药物代谢以及微生物检验等方面的应用及进展。
关键字：质谱，生物质谱，生物分子，新技术，应用质谱(Mass Spect romet ry) 是带电原子、分子或分子碎片按质荷比(或质量) 的大小顺序排列的图谱。
质谱仪是一类能使物质粒子离化成离子并通过适当的电场、磁场将它们按空间位置、时间先后或者轨道稳定与否实现质荷比分离,并检测强度后进行物质分析的仪器。
质谱仪主要由分析系统、电学系统和真空系统组成。
最初的质谱仪，主要是用来测定元素或同位素的原子量,但是随着离子光学理论的发展,质谱仪不断改进,其应用范围也在不断扩大。
到20 世纪50 年代后期，其已广泛地应用于无机化合物和有机化合物的测定。
现今,质谱分析的足迹已遍布各个学科的技术领域,在固体物理、冶金、电子、航天、原子能、地球和宇宙化学、生物化学和生命科学等领域，均有着广阔的应用。
质谱技术在生命科学领域中的应用,更为质谱的发展注入了新的活力,形成了独特的生物质谱技术，促使质谱技术在生命科学领域获得广泛应用和发展。
目前商业化的生物质谱仪，其离子化方式主要是：电喷雾电离方式和基质辅助激光解吸电离方式。
电喷雾电离方式常采用四极杆质量分析器，其所构成的仪器称为电喷雾（四极杆）质谱仪（ESI-MS）。
基质辅助激光解吸电离方式常用飞行时间作为质量分析器，所构成的仪器称为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪（MALDI-TOF-MS）。
ESI-MS 的特点之一是：它可以和液相色谱、毛细管电泳等现代化的分离手段联合使用，从而大大扩展了其在生命科学领域的应用范围，如在药物代谢、临床和法医学等方面的应用等；MALDI-TOF-MS的特点是对盐和添加物的耐受能力高，而且测样速度快，操作简单。
生物质谱
生物质谱分析法质谱分析法（mass spectrometry）是将化合物形成离子和碎片离子，按质荷比（m/z）的不同进行分离测定，来进行成分和结构分析的一种方法。
所得结果用质谱图(亦称质谱，Mass Spectrum)表示。
根据质谱图提供的信息可以进行多种有机物及无机物的定性和定量分析、生物大分子的结构分析、样品中各种同位素比的测定及固体表面的结构和组成分析等。
生物质谱（Bio-mass spectrometry，Bio-MS）是用于生物分子分析的质谱技术。
随着电喷雾电离（ESI）和基质辅助激光解吸电离（MAILDI）技术的完善和成熟，生物大分子的质谱分析才得以实现。
创造这两项技术的美国人约翰.芬恩(JohnB.Fenn)和日本人田中耕一(Koichi.Tanaka)为此获得了2002年诺贝尔化学奖。
近年来，随着人类基因组计划的实施和“组学”研究日益受到重视，生物质谱在生物分子的分析方面取得了突破性的进展，其技术水平不断提高，应用面不断扩大，为生命科学等领域提供了一种强有力的分析测试手段。
本章主要讨论用于生物样品分析的质谱基本理论及其在生命科学中的应用。
质谱仪质谱仪的工作原理质谱仪是利用电磁学原理，使带电的样品离子按质荷比进行分离的装置。
离子电离后经加速进入磁场中，其动能与加速电压及电荷z有关，即m/z = 2U/v2其中z为离子的电荷，U为加速电压，m为离子的质量，v为离子初加速后的运动速度。
具有速度v的带电粒子进入质谱分析器的电磁场中，根据所选择的分离方式，最终各种离子按质荷比（m/z）的不同实现分离。
质谱仪的基本结构一、真空系统质谱仪的离子产生及经过系统必须处于高真空状态(离子源真空度应达1.3×10-4 - 3×10-5 pa，质量分析器中应达1.3×10-6 pa)。
若真空度过低，则会造成离子源灯丝损坏、本底增高、副反应过多，从而使图谱复杂化、干扰离子源的调节、加速极放电等问题。