《生物质谱》PPT课件

m/z
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8
质谱法的特点
1、不受被分析试样形态限制 2、灵敏度高，试样用量少，检测限可达到10-11
克。 3、分析速度快，完成一次仅需1到几秒，最快可
达10-3秒。 4、信息直观，质谱图上的质荷比与离子的质量
直接相关，质谱图的解释方便易行。 5、易于实现与色谱联用。 6、应用范围广泛，适用于无机有机物质- mass spectrometry，Bio-MS
重庆医科大学药学院 母昭德
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1
本讲介绍以下内容：
Ⅰ、质谱分析法，质谱仪，质谱图 Ⅱ、生物质谱 Ⅲ、基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱 Ⅳ、电喷雾电离质谱
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2
Ⅰ、质谱分析法，质谱仪， 质谱图
肽质量指纹图（
peptide mass fingerprinting, PMF） 。以PMF的数据再通过 互联网进行数据库搜索 。
串联质谱（Tandem MS ）图（MS/MS质谱图或 MSn质谱图）。以 Tandem MS的数据再通 过互联网进行数据库搜 索。
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13
以MALDI-TOF获得的准确相对分子质量的质谱图
软电离技术的发展不但使质谱技术发生了突破性的 革新，而且使质谱技术在生命科学中的应用得到了 前所未有的扩展。
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12
生物质谱法可以得到三类质谱图
测定生物大分子准确相 对分子质量的质谱图
§以MALDI-TOF获得的准 确相对分子质量的质谱 图
§以ESI-MS获得的准确相 对分子质量的质谱图
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3
质谱分析法 （mass spectrometry，MS）
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，来进行成分和结构分析的方法。
质谱分析中，多种离子化技术均可使物质分子失去外层价 电子形成分子离子（molecular ion，M+），分子离子中 的化学键还可以继续发生某些有规律的断裂而形成不同质 量的碎片离子（fragment ion）：
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10
The Nobel Prize in Chemistry 2002
约翰·芬
田中耕一
"for their development of soft desorption ionization methods for mass spectrometric analyses of biological macromolecules"
Pumping system
(ESI)
• Time of flight
• MALDI
• FTMS
检测器
Detector
计算机 控制与 数据处理
Data system
I
质谱图 Mass spectrum m/z
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5
质谱图
质谱分析中，按各离子m/z的顺序及相对强度大小记录 分析结果的图谱即为质谱图。由于图谱中离子的质量 及相对强度是各物质所特有的，即反映了物质的性质 和结构特点，因此通过质谱解析可以进行物质的成分 和结构分析。
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9
Ⅱ、生物质谱 (Bio - mass spectrometry, Bio-MS)
※是主要用于生物大分子分析的质谱技术。 ※生物质谱要求测定上万甚至是几十万的相对分子质量 。 ※随着电喷雾电离 (Electrospray Ionization，ESI) 和基质 辅助激光解吸电离 (Matrix-assisted Laser Desorption / ionization，MALDI) 技术的完善和成熟，生物大分子的质 谱分析才得以实现。
常见的质谱图是经过计算机处理后得到的棒图（bar graph）。
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6
Typical Mass Spectrum
aspirin
Relative Intensity (%)
m/z
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7
Relative abundance (%)
高分辨质谱图
MMoSHLNHPNIIR, 1478.74
100
1478.72
MMSHLNHPNIIR, 1462.74
1462.73
1479.73
MoMoSHLNHPNIIR, 1494.73
1494.72
1463.74
1495.74
50
1464.74
1480.74
1465.75
1481.75
1496.72
1450 1455 1460 1465 1470 1475 1480 1485 1490 1495 1500 1505
以ESI-MS获得的准确相对分子质量的质谱图
ESI-ion trap spectra of apomyoglobin(脱辅基肌红蛋
白)
Relative Abundance Relative Abundance
MALDI/TOF Mass Spectrum of IgG
40000
MH+
Relative Abundance
30000 20000
(M+2H)2+
10000
(M+3H)3+
0 50000
100000
150000
200000 m/z
图中，除分子离子峰[M+H]+外，还可检测到[M+2H]2+峰和[M+3H]3+峰。基质信号出现在低质量范围 （500—1000Da），它们有准分子离子和一些特别碎片峰，还有光化学反应产生的加合离子。不同 基质在低质量区出现分子离子信号的强度不同，条件好时甚至不出现基质峰。
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11
Soft ionization(软电离)
质谱分析中采用较低的能量使试样分子电离的技术 。采用软电离技术容易获得能指明相对分子质量的 准分子离子(M+H)+、(M-H)+，适合于混合物及生物 大分子的测定。
在蛋白质组质谱分析中使用的软电离技术主要是田 中耕一所创立的基质辅助激光解吸电离 (MALDI) 和 约翰·芬所创立的电喷雾电离(ESI) 。
M →→→ M+ + 碎片离子 + 中性分子
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质谱仪的构成
样品 导入 系统
离子源 质量分析器
Ion sources Mass analyzers
Inlet System
• Simple
真空泵
vacuum lock
Vacuum
• HPLC
• Quadrupole
• Electrospray • Ion trap