无基质辅助激光解吸电离质谱(Matrix-free laser desorption-ionization mass spectrometry, LDI-MS)
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱随着科技的不断进步,飞行时间质谱技术已经成为了许多领域中不可或缺的分析方法。
其中,基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术(MALDI-TOF)更是在生物医学研究、食品安全检测、环境污染监测等领域中得到了广泛的应用。
一、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术的基本原理MALDI-TOF技术是一种利用基质辅助激光解吸电离的质谱技术。
其基本原理是:先将待检样品与一种辅助基质混合,然后将混合物均匀地涂在一个金属板上,待基质干燥后,用紫外激光照射样品,使其与基质分子共同激发。
这样,样品分子就会与基质分子形成一个复合物,并在激光的作用下被解吸电离。
接着,离子会被加速器加速并飞行到一个离子探测器中,最后形成质谱图。
二、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术的应用1、生物医学研究MALDI-TOF技术在生物医学研究中的应用非常广泛。
它可以用于蛋白质分析、肽类分析、糖类分析等。
例如,在蛋白质分析方面,MALDI-TOF技术可以用于检测蛋白质的分子量、序列、修饰以及配体结合情况等。
这对于研究蛋白质功能及其在疾病中的作用有着非常重要的意义。
2、食品安全检测食品安全一直是人们关注的焦点之一。
MALDI-TOF技术可以用于检测食品中的各种成分,如蛋白质、糖类、脂类等。
这些成分的分析可以帮助人们了解食品的营养价值和质量安全情况,从而保障人们的健康。
3、环境污染监测环境污染是一个全球性问题,而MALDI-TOF技术可以用于检测环境中的各种化合物,如有机物、无机物等。
这些化合物的分析可以帮助人们了解环境的污染状况,从而采取相应的措施进行治理。
三、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术的优缺点1、优点(1)灵敏度高:MALDI-TOF技术的灵敏度可以达到非常高的水平,可以检测到非常微量的化合物。
(2)分析速度快:MALDI-TOF技术的分析速度非常快,可以在几分钟内得到样品的分析结果。
(3)适用范围广:MALDI-TOF技术可以用于分析各种化合物,包括有机物、无机物、生物大分子等。
jeol基质辅助激光解吸电离离子源飞行时间质谱
jeol基质辅助激光解吸电离离子源飞行时间质谱是一种先进的质谱技术,它结合了基质辅助激光解吸电离(MALDI)和飞行时间质谱(TOF-MS)两种技术的优势,能够在分析生物大分子和其他复杂样品时提供高灵敏度和高分辨率的数据。
在MALDI-TOF-MS中,样品与基质混合后通过激光辅助电离,产生一系列的离子,这些离子在一个电场中被加速到一定能量后,根据其质荷比分别飞行到检测器,通常基于TOF-MS的仪器会有高质量的检测结果。
针对这一主题,我们将深入探讨jeol基质辅助激光解吸电离离子源飞行时间质谱的原理、应用及优势,并探讨其在生物医学研究、生物技术领域的重要意义。
我们将对该技术的未来发展和趋势进行分析和展望,以帮助您更全面地了解jeol基质辅助激光解吸电离离子源飞行时间质谱。
理解jeol基质辅助激光解吸电离离子源飞行时间质谱的原理对于深入探讨这一主题至关重要。
这种技术利用了MALDI和TOF-MS两种技术的优势,MALDI能够提高大分子的离子化率,TOF-MS能够提供高分辨率和高灵敏度的分析结果。
jeol基质辅助激光解吸电离离子源飞行时间质谱可以在保证数据质量的提高分析的速度和效率。
我们将深入探讨jeol基质辅助激光解吸电离离子源飞行时间质谱在生物医学研究和生物技术领域的应用。
这种技术在生物医学研究中可以用于蛋白质组学和代谢组学的分析,能够帮助科学家更好地理解疾病的发病机制、开发新的药物或者诊断方法。
在生物技术领域,jeol基质辅助激光解吸电离离子源飞行时间质谱也能够用于生物药物的质量控制和分析,可以提高生物药品的质量和安全性。
我们还将重点分析jeol基质辅助激光解吸电离离子源飞行时间质谱的优势,比如高分辨率、高灵敏度、高通量等特点,以及与其他质谱技术的比较。
这可以帮助您更好地了解jeol基质辅助激光解吸电离离子源飞行时间质谱在分析复杂样品时的优势和局限性。
通过对jeol基质辅助激光解吸电离离子源飞行时间质谱的未来发展和趋势进行分析和展望,我们可以帮助您更好地把握这一技术的发展方向和未来的应用前景,为您在相关领域的研究和应用提供更多的启发和帮助。
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪的临床应用体会
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪的临床应用体会曲芬;毛远丽【摘要】基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 (matrix-assisted laser desorption ionisation time-of-flight mass spectrometry, MALDI-TOF-MS)技术是一项应用于细菌全细胞快速检测的新技术. 该技术具有操作简便、检测快速、准确、价格低廉的特点. 既弥补了传统细菌鉴定方法检测时间长的缺点,又降低了患者的医疗负担,适用于细菌性感染患者,尤其是危重症患者的快速检测,为临床救治争取了宝贵的时间.MALDI-TOF-MS技术在临床微生物检验中具有广阔的应用前景.然而,目前该技术的应用仍有一定的局限性,其检测的准确性受被测菌纯度、实验操作等的影响,且对某些菌种的鉴定准确性不高,对病毒检测的过程较复杂等. 因此,对MALDI-TOF-MS技术的应用局限性以及其在细菌耐药性的常规检测和菌种质谱数据库的扩展等方面仍需进一步的探索研究.【期刊名称】《实用检验医师杂志》【年(卷),期】2015(007)004【总页数】3页(P243-245)【关键词】基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱;细菌鉴定;病毒检测;药敏试验;革兰阴性杆菌;革兰阳性菌;真菌【作者】曲芬;毛远丽【作者单位】100039 北京市,解放军302医院临床检验医学中心;100039 北京市,解放军302医院临床检验医学中心【正文语种】中文基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption ionisation time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)是近几年快速发展起来的一项应用于细菌全细胞快速检测的技术。
其核心技术是利用激光辐射样品与基质的共结晶体,基质分子吸收能量与样品解吸附并使样品电离,经过飞行时间检测器,将不同质荷比(m/z)的离子分开,形成细菌特异性的质谱图,软件自动将待测细菌质谱图与标准细菌库进行比较,来确定病原菌的种属。
基质辅助激光解吸电离质谱成像
基质辅助激光解吸电离质谱成像
基质辅助激光解吸电离质谱成像(MALDI-MSI)是一种高分辨率、高通量的成像技术,可以用于生物分子的定量和空间分布分析。
下面
是对该技术的详细介绍。
一、技术原理
MALDI-MSI技术是基于质谱原理的。
它通过将化合物固定在载体(基质)上,在基质表面上形成分子晶体,并通过激光辐射质量分析仪来
直接探测和成像物质分布。
基质能够增强分子的解离和电离,提高其
探测灵敏度和选择性。
二、技术应用
MALDI-MSI技术在生物学、药物学、神经科学、环境科学等领域广泛
应用。
它可以用于定性和定量分析,分析蛋白质、代谢物、脂质、药
物等分子在不同组织、细胞类型中的分布情况,并可以实现组织学和
化学图像的叠加。
三、技术优势
MALDI-MSI技术具有成像精度高、高通量、无需前处理、样本保留完
整性、可追溯性等优势。
同时,它能够探测到微量、低丰度、小分子
等难以被其他技术检测到的化合物,为疾病诊断和药物研发提供了新
的手段。
四、技术挑战
MALDI-MSI技术在分子图像质量、信号噪声比、质量信号比、基质优化等方面还存在挑战。
此外,技术成本较高、仪器复杂、数据处理困难等也是技术发展的难点。
五、技术前景
随着技术的不断优化和应用范围的扩大,MALDI-MSI技术将成为疾病诊断、药物研发、农业、食品安全等多个领域的重要工具。
同时,基质辅助激光解吸电离质谱成像也将成为质谱技术中必不可少的一项技术。
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱_省略_术在临床微生物鉴定中的应用及价值_顾兵
作者简介: 顾兵,1979 年生,男,助理研究员,博士,研究方向为细菌耐药与感染性疾病实验室诊断。
临床检验杂志 2013 年 11 月第 31 卷第 11 期 Chin J Clin Lab Sci,Nov. 2013,Vol. 31,No. 11
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属[40-43]、嗜血杆菌属[44-45]、螺杆菌属[46-48] 和奈瑟菌属[49] 等。 沙门菌属内分型较困难,但可鉴别肠道伤寒沙门菌血清型与 其他肠道沙门菌血清型[50-53]。 2. 3 分枝杆菌 用 MALDI-TOF MS 技术鉴定分枝杆菌需要 采取特殊步骤灭活待检测微生物。在数据库结构下,该技术 能鉴定大多数的分枝杆菌。Paul 等[54]研究显示: 在鉴定结 核分枝杆菌方面,MALDI-TOF MS 尚不能鉴定到菌种水平。 对于分枝杆菌属的其他菌种,除玛尔摩分枝杆菌和其他几组 紧密联系的菌种,如脓肿分枝杆菌与马赛分枝杆菌、产黏液 分枝杆菌与福西亚分枝杆菌、Mycobacterium chimaera 和胞内 分枝杆菌外,大部分的分枝杆菌都能用 MALDI-TOF MS 技术 准确鉴定。 2. 4 真菌 MALDI-TOF MS 技术鉴定真菌不仅优于一些传 统的表型系统,且能区分白念珠菌和杜氏念珠菌[55],皱落念 珠菌和 pararugosa 念珠菌,挪威念珠菌、克鲁斯念珠菌和平常 念珠菌,近平滑念珠菌、似平滑念珠菌和热带念珠菌,新生隐 球菌及格特隐球菌[56-58]。Anna 等[59] 建立了用 MALDI-TOF MS 技术鉴定丝状真菌的数据库,数据库包含了 78 种菌属与 156 个菌种,其中曲霉菌占大部分。在对 421 株丝状真菌的 鉴定中,该库在菌种水平鉴定霉菌的准确率达 90% 左右。 2. 5 厌氧菌 通过低分子量的蛋白质谱,MALDI-TOF MS 技术可鉴定 拟 杆 菌 属、普 雷 奥 菌 属、卟 啉 单 胞 菌 属、梭 杆 菌 属、消化链球菌属和梭状芽孢杆菌属。在一项对 277 株拟杆 菌属细菌的研究中,用 MALDI-TOF MS 技术鉴定的符合率为 89. 1% ,增加 4 种 Parabacteroides distasonis 资料进入数据库 后,其鉴定符合率上升至 95. 6% 。 [60]
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱鉴定病原微生物临床应用专家共识要点(完整版)
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱鉴定病原微生物临床应用专家共识要点(完整版)基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)是一种新型软电离有机质谱技术,用于分析生物分子(如DNA、蛋白质、多肽、糖类等)和大分子量的有机分子[1 ],使得微生物蛋白质指纹图谱进行菌种鉴定成为可能。
随着MALDI-TOF MS仪器临床使用日渐广泛,越来越多的临床问题需要规范。
本专家共识旨在对日常使用MALDI-TOF MS进行病原微生物鉴定的常见问题给出详细建议,仅供临床微生物学实验室参考。
本专家共识制定过程:本共识由郝晓柯教授、应斌武教授和鲁炳怀教授牵头,确定执笔专家和汇总专家,召开共识启动会,讨论会和定稿会。
搜集临床问题,专家讨论归纳出22个问题,执笔专家分别回答擅长问题,汇总后专家会议讨论确定内容,并最终确定13个实用性问题。
涵盖了MALDI-TOF MS应用的“概述、标本制备、结果分析与展望”4部分。
执笔专家通过大量文献调研并结合使用经验分别对共识内容进行了撰写和互审,形成“共识讨论稿”。
通过函审形式由编写专家形成了40余版“共识修改稿”。
在此基础上,专家组共同凝练出13个实用性问题并形成13条推荐意见纳入共识讨论内容中。
同时制定了共识调查问卷,针对每个推荐意见征集专家建议,通过函审形式调查。
调查结果的统计分为推荐、有条件推荐、不推荐和弃权。
推荐和有条件推荐统计为推荐意见,征集到47位专家的建议统计后形成了最终的推荐意见。
综合评审和调查结果,执笔专家形成“共识审阅稿”,同时由审阅组专家进行审核。
最终结合专家反馈的建议和意见对文章完成修改后形成本共识。
一、概述问题1 MALDI-TOF MS进行病原微生物鉴定的优势和局限性有哪些?推荐意见1 推荐MALDI-TOF MS作为细菌、酵母及酵母样真菌鉴定的首选方法之一。
基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法
基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容:基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法(MALDI-TOF MS)是一种重要的分析技术,广泛应用于生物大分子的定性和定量分析。
该技术的核心原理是利用基质分子将待测样品转化为易于电离的形式,然后通过激光瞬间加热样品,使其产生脱附电离。
接着,离子将通过飞行时间质谱仪进行质量分析,最终得到样品中分子的质谱图谱。
基质辅助激光解吸电离方法具有许多优势。
首先,它可以高效地电离生物大分子,包括蛋白质、核酸和糖类等。
其次,该方法能够在非破坏性条件下进行样品分析,使得样品的原始化学特性能够得到保留。
此外,MALDI-TOF MS还具备高灵敏度、高分辨率和高通量等特点,使其成为生命科学研究和临床诊断领域的重要工具。
然而,基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法也存在一定的局限性。
首先,基质的选择对分析结果有重要影响,不同的基质适用于不同类型的待测分子。
其次,样品含有的杂质可能干扰质谱图谱的分析,因此需要进行样品前处理。
此外,对于高分子量的生物大分子,其离子化效率相对较低,因此需要使用较高能量的激光。
本文将着重介绍基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法的原理、应用领域、优势和局限性,以及实验方法和步骤。
通过对该技术的深入了解,可以更好地理解和应用基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法在生命科学和医学领域的潜力,为该领域的进一步研究和应用提供参考依据。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照如下方式编写:文章结构:本文将按照以下结构来展开对基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法的研究和应用进行探讨:首先,在引言部分概述了基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法的背景和研究意义,以及文章将要讲述的内容。
接着,正文部分将从两个方面对基质辅助激光解吸电离进行探讨,即原理和应用领域。
在原理部分,将介绍基质辅助激光解吸电离的工作原理和相关理论基础;而在应用领域部分,将探讨基质辅助激光解吸电离在不同领域中的具体应用情况和研究进展。
基质辅助激光解吸附电离质谱的结构和原理
基质辅助激光解吸附电离质谱的结构和原理引言基质辅助激光解吸附电离质谱(M AL DI-TO F MS)是一种广泛应用于生物分析领域的分析技术。
该技术通过激光的作用,将基质分子与样品分子共同蒸发并离子化,进而通过质谱仪获得样品分子的质荷比信息。
本文将详细介绍MA LD I-TOF M S的结构和原理。
MALDI TOF MS的结构组成1.离子源离子源是MA LD I-TOF M S的关键组成部分。
它由激光器、基质固体样品和基质固体样品平台组成。
激光器产生高能量激光束,基质固体样品与样品分子混合后,被激光能量激发。
基质固体样品平台用于支持和定位基质样品。
2.飞行时间质谱仪飞行时间质谱仪是另一个核心组成部分。
它由离子驱动器和飞行管道组成。
离子驱动器通过加速电场对离子加速至一定速度,然后将其注入飞行管道。
飞行管道内部设置了电场,离子根据其质荷比在电场作用下以不同速度飞行,最后到达检测器。
3.探测器探测器用于检测离子到达的时间,并将其转化为电信号。
常用的探测器包括微通道板(MC P)探测器和终端电子乘法器(Ti me-t o-D i gi ta lC on ve rt er,T DC)探测器。
探测器会将探测到的信号发送至数据系统进行分析和处理。
MALDI TOF MS的工作原理M A LD I-TO FM S的工作原理可以分为样品制备、离子化和质谱分析三个步骤。
1.样品制备在样品制备过程中,需要将待测分子与基质固体样品混合。
基质能够吸收激光能量并产生离子化。
样品分子与基质固体样品共同蒸发并离子化,形成离子化的分子团簇。
2.离子化激光脉冲照射到基质固体样品上,产生的光能量被基质吸收,导致基质分子激发态的产生。
基质分子激发态激发样品分子,使其电离并形成离子态。
离子化的分子团簇在电场的作用下被加速,并进入飞行时间质谱仪。
3.质谱分析离子化的分子团簇进入飞行时间质谱仪,其中的离子被加速至一定速度后进入飞行管道。
离子的飞行时间与其质荷比成正比关系。
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱原理
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱原理在当今的科学研究中,质谱技术作为一种重要的分析方法,被广泛应用于化学、生物、环境等领域。
而基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)作为质谱技术的一个重要分支,在生物医学和蛋白质研究等领域有着重要的应用。
那么,MALDI-TOF MS是如何工作的呢?下面我将围绕这个主题来进行深入探讨。
1. MALDI-TOF MS的基本原理MALDI-TOF MS是基于飞行时间质谱原理的一种质谱技术。
它的工作原理是,在激光的作用下,样品中的分子被带电,并在电场的作用下加速飞向检测器。
通过测量分子飞行的时间来确定其质荷比,从而获得样品中各种分子的质谱图谱。
2. 基质辅助激光解吸电离在MALDI-TOF MS中,基质是必不可少的。
基质分子在激光作用下会被激发,然后转移能量给待测分子,使其电离。
这种基质的作用方式大大提高了待测分子的电离率,有助于提高质谱信噪比及灵敏度。
3. MALDI-TOF MS的应用MALDI-TOF MS在生物医学和蛋白质研究领域有着重要的应用。
在蛋白质质谱鉴定中,MALDI-TOF MS能够准确快速地确定蛋白质的质量和序列。
在生物医学领域,它也被广泛应用于药物代谢、病原体检测等方面。
4. 个人观点和理解对于MALDI-TOF MS这一质谱技术,我认为它在生物医学和蛋白质研究领域的应用前景非常广阔。
随着科学技术的不断发展,相信它将在更多领域发挥重要作用,为人类健康和科学研究做出更大的贡献。
总结回顾:MALDI-TOF MS作为一种重要的质谱技术,通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱原理,实现了对生物样品中分子的快速、准确分析,具有重要的应用前景。
希望未来能够有更多的科学研究和技术创新,推动MALDI-TOF MS技术不断发展,为人类健康和科学研究做出更大的贡献。
这篇文章对基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱原理进行了全面的解释和应用讨论,力求深入浅出地传达给读者,希望能够对你有所帮助。
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱的酶活性分析
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱的酶活性分析摘要:酶作为生物催化剂参与很多重要的生理过程, 同时也是一类重要的生物分子。
酶的活性分析对于疾病诊断和治疗具有重要意义。
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS) 具有操作简单、分析速度快、灵敏度高和易于实现高通量分析的特点, 已被广泛用于各种组学研究和生物分子的检测, 在酶的检测和活性分析中亦发挥了重要作用。
该文综述了国内外利用MALDI-TOF MS分析酶活性和进行药物筛选的策略, 总结了各种方法的优缺点, 提出了MALDI质谱技术在酶活性分析领域存在的问题和挑战, 并对其发展前景进行了展望。
关键词:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS) ; 酶活性; 均相; 非均相;Abstract:Enzymes as biocatalysts, participate in many physiological processes, which are important biomarkers. The activity analysis of enzymes is of great significance for diagnosis and treatment of manydiseases. Matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry ( MALDI-TOF MS) has been widely used in various omics studies and biological molecules detections because of its good performances in sensitivity, throughput, speed and operation. It also has played an important role in enzymes activity analysis. The methods of MALDI-TOF MS for enzyme activity analysis and drug screening are reviewed in this paper, the merits and disadvantages of each method are discussed, the problems and challenges existed are put forward, and finally the perspectives for MALDI-TOF MS in enzyme activity analysis are outlooked.Keyword:MALDI-TOF MS; enzymes activity; homogeneous; heterogeneous;酶分子产生于活细胞,其是具有特异识别底物和催化功能性质的蛋白质或RNA分子,亦是一种极其重要的生物催化剂。
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱在药厂的应用
一、引言近年来,随着科学技术的不断发展和进步,基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术在药厂的应用越来越广泛。
这项技术能够在分析化学和药学领域发挥重要作用,为药厂的研发和生产提供了技术支持和保障。
二、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱的原理和特点1. 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱是一种高灵敏度和高分辨率的质谱分析技术。
其原理是利用激光将基质与待分析样品相结合,通过激光解吸产生游离离子进行质谱分析。
2. 这项技术具有分析速度快、灵敏度高、分辨率高的特点,能够对复杂的生物样品进行精准的分析和检测,为药厂的质量控制和研发提供了强大的分析工具。
三、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱在药厂的应用1. 药物成分分析:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术能够对药物的成分进行精准分析,确保药品的质量和安全性。
2. 药效评价:通过对药物代谢产物的分析,可以对药物的药效进行评价,为药厂提供研发新药的重要依据。
3. 药物残留检测:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术可以对药品在生产及加工过程中的残留进行快速准确的检测,保障了药品的质量和安全。
4. 生物样品分析:在生物制药领域,这项技术也能够对生物样品中的蛋白质、肽和代谢产物等进行精准的分析,为药厂的生物制品研发和生产提供了强有力的技术支持。
四、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱在药厂应用的优势1. 高灵敏度:能够对微量样品进行分析,提高了检测的灵敏度和准确度。
2. 高分辨率:能够准确分析样品中的成分,有利于区分不同的化合物和代谢产物。
3. 高速度:快速进行样品分析,提高了生产效率和质量检测的效率。
4. 多样性:能够对多种药物和生物样品进行分析,满足了药厂研发和生产中的多样化需求。
五、结语基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术在药厂的应用为药品的质量控制、研发和生产提供了强大的技术支持,为药厂的科研和生产工作带来了许多便利和效益。
相信随着技术的不断发展和进步,这项技术在药厂中的应用会更加广泛,为药品的质量和安全保驾护航。
基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱中标
基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱中标基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF)是一种高效快速的质谱分析技术。
该技术利用基质分子的辅助,将样品物质溶解在基质中,形成微晶体,再通过一定的激光条件下将样品脱离基质,并进行电离和质谱分析。
由于该技术具有极高的灵敏度、分析速度快、样品制备简单等特点,因此在生物医学、食品安全等方面得到广泛的应用。
基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱的标准化操作流程非常重要。
首先,样品要经过特定的处理方法,例如加入适量的基质,将其溶解在一个适宜的溶剂中,之后滴在目标板上,待干燥后利用激光进行脱离。
这个过程中,一方面需要注意基质的纯度与适配性;另一方面,还要注意样品的制备条件,例如肌肉组织中蛋白质含量相对较高,因此在制备中需要注意去除杂质及低质量的蛋白质。
制备完成后,利用光谱仪进行质谱分析。
质谱仪是一种可以分离和检测出各种分子的设备。
光谱仪的质谱分析部分由质谱池、离子光束准直器、质量分析器、飞行时间探测器和数据处理器组成。
其中,激光引起样品分子的电离,形成带电离子,经过加速器加速,进入质量分析器,通过电磁场的作用,使同样的离子转向弯曲和震荡,最后落在检测器中,输出信号后被数据处理器处理并分析。
基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱的特点在于分析速度快、灵敏度高以及样品制备简便。
这种技术对于高通量分析来说十分重要,广泛应用于微生物学、药物研发、蛋白质研究、食品安全等领域。
因为样品的制备过程相对简单,可以有效提高分析的效率和成本,所以在实际应用中非常有优势。
总体来说,MALDI-TOF技术使用基质分子的辅助将样品形成微晶体的特性进行样品制备,再通过激光脱离、电离、质谱分析等步骤实现样品各种离子分子质谱分析,度量等。
同时,这个技术的快速、高效、高灵敏、低成本的优势使得它在生物医学、环境、食品安全等领域中有广泛的应用。
基质辅助激光解吸电离质谱成像在指纹分析中的研究进展
基质辅助激光解吸电离质谱成像在指纹分析中的研究进展李文杰㊀王利雪㊀孙令辉㊀游㊀伟㊀赵雅彬∗(中国人民公安大学侦查学院㊀北京100038)摘㊀要㊀基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI ̄MS)是一种高灵敏度㊁高通量㊁多组分同时分析的软电离质谱技术ꎬ可通过对物质分析实现分子结构的确认及物质分布信息的获取ꎬ因此在指纹分析中获得越来越多的关注ꎮ本文从条件优化入手ꎬ讲述基质优化过程ꎮ接着介绍了MALDI ̄MS成像(MALDI ̄MSI)在指纹分析领域具体的应用ꎬ在形态分析研究方面ꎬ总结其与常规显现方法联用对成像效果的影响㊁对疑难指纹的图像处理ꎻ在化学信息分析研究方面ꎬ分别从根据质谱信息分析生活习惯/案前活动㊁指纹遗留时间和个体同一认定对各研究的优点及局限性进行评述ꎬ最后为MALDI ̄MSI在指纹领域未来发展提出展望ꎮ关键词㊀基质辅助激光解吸电离质谱成像ꎻ指纹ꎻ应用研究中图分类号:O657.6㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1000 ̄0518(2020)10 ̄1137 ̄10DOI:10.11944/j.issn.1000 ̄0518.2020.10.2001082020 ̄04 ̄14收稿ꎬ2020 ̄05 ̄19修回ꎬ2020 ̄06 ̄11接受中国人民公安大学基本科研课题(2019JKF216)项目资助通讯联系人:赵雅彬ꎬ副教授ꎻTel/Fax:010 ̄83906089ꎻE ̄mail:zhaoyb04@gmail.comꎻ研究方向:刑事科学技术痕迹检验指纹蕴含着丰富的形态信息和化学信息ꎬ在人身识别和司法审判发挥着重要作用[1]ꎮ在实际案件中ꎬ侦查人员主要利用指纹的形态比对来认定或排除嫌疑人ꎮ但有一些客体表面的指纹用传统指纹显现方法很难显现ꎬ或者显现出的指纹为残缺㊁重叠等疑难指纹ꎬ无法用于形态特征比对ꎬ这使得指纹形态的应用存在很大的局限性[2]ꎮ此外ꎬ指纹成份本身蕴含丰富的化学信息[3]ꎬ可帮助侦查人员进行犯罪嫌疑人特征刻画ꎬ进而为案件提供侦查线索㊁缩小侦查范围ꎮ有研究表明ꎬ指纹成分可用于种族㊁性别㊁年龄㊁饮食㊁有无吸烟㊁有无吸毒等个体特征识别[4 ̄6]ꎮ近些年ꎬ由于可同时获取形态信息和化学信息的优势ꎬ质谱成像技术在指纹领域得到广泛运用ꎮ其中ꎬ基质辅助激光解吸电离质谱成像(MatrixAssistedLaserDesorptionIonizationMassSpectrometryImagingꎬMALDI ̄MSI)是运用最多的方法之一ꎮ研究图1㊀MALDI ̄MSI在指纹分析中具体方向研究进展[21]Fig.1㊀AdvancesinthespecificdirectionoffingerprintanalysisusingMALDI ̄MSI[21]第37卷第10期应用化学Vol.37Iss.102020年10月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Oct.20208311应用化学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第37卷㊀MALDI ̄MSI在指纹分析中运用的相关工作主要聚焦于基质优化[7 ̄12]㊁指纹显现[13 ̄14]和质谱解析3大方面ꎮ本文从这3个方向总结了现有文献的具体研究内容及其取得的成果(见图1)[15 ̄21]ꎬ由条件优化入手ꎬ讲述基质优化过程ꎮ接着介绍了MALDI ̄MSI在指纹分析领域具体的应用ꎬ分别从形态分析研究与化学信息分析研究的若干角度对各研究的优点及局限性进行评述ꎬ最后为MALDI ̄MSI在指纹领域未来发展提出展望ꎮ1㊀基质的选择和放置方式基质在MALDI ̄MSI指纹分析中起着重要作用ꎮ对紫外线有较强吸收能力的基质放置在指纹上后ꎬ可以与指纹中的物质发生结晶ꎬ增强物质吸收的能量ꎬ帮助其解吸或电离ꎬ从而增强MALDI ̄MSI检测物质的信号强度ꎬ提高成像效果ꎮ此外ꎬ基质的种类及其放置方式都会影响信号增强和成像的效果ꎮ不同的基质对于不同离子信号的增强效果不同ꎬ如表1所示ꎮ由于每种基质的适用情形不同ꎬ因此在针对性地分析某一物质时ꎬ可以根据此性质选择特定基质使用ꎮ不过ꎬ选择基质时除了要考虑其能检测到的质荷比(m/z)范围外ꎬ还要考虑其它因素ꎮFrancese团队指出ꎬ具有荧光效应的白色粉末α ̄氰基 ̄4 ̄羟基肉桂酸(α ̄Cyano ̄4 ̄hydroxycinnamicacidꎬα ̄CHCA)可作为候选基质ꎬ它既可以增强信号ꎬ也能作为一种显现粉末使用ꎮ但使用α ̄CHCA前需要充分研磨以提升其信号增强效果ꎬ而研磨耗时长且需要特殊设备ꎬ因此难以作为刷显粉末在基层推广使用[7ꎬ22]ꎮ为了降低对粉末大小的要求ꎬ2014年ꎬFrancese团队又提出了合成酸性黄这一新基质[10]ꎬ它本身具有颜色且有荧光效应ꎬ可用于指纹刷显ꎬ其信号增强效果和α ̄CHCA相近ꎮ合成酸性黄价格相对较低㊁对颗粒直径无要求的优势使其有望在基层推广使用ꎮ上述基质可提升离子信号的物质范围较为有限ꎬ2018年ꎬHinners团队又提出了碳基粉末这一价格更为低廉的新基质[12]ꎬ同时也可用于指纹刷显ꎮ且相较于酸性黄和α ̄CHCAꎬ其针对m/z为1~900的物质均有较为明显的增强效果ꎮ但是碳基粉末对仪器会造成污染ꎬ当仪器质量分辨率不高时ꎬ碳基粉末形成的碳团簇分子对得出的谱图中背景干扰非常严重ꎮ因此ꎬ只有质量分析器的分辨率高的时候才可以选用ꎮLauzon团队提出喷溅金属银作为MALAI ̄MSI的基质[11]ꎬ该基质不仅能提升常规的内源和外源性物质的离子信号ꎬ还能提升奇数碳有机物的离子信号ꎬ很多生物试剂和病毒内的有机物检测出来均为奇数碳ꎬ而指头上小犁沟与客体之间的摩擦少ꎬ适合病菌生存ꎬ因此有望在显现指纹的同时ꎬ还能在小犁沟中检测到生物试剂或病菌ꎬ这为物证检验研究提供了新的思路ꎮ但是通过该方法放置银颗粒基质后得出的质谱信号中加合物现象严重ꎬ谱图解析非常困难ꎬ因此寻找合适的金属颗粒的工作有待研究ꎮ表1㊀指纹化学成像常用的基质及对应可测m/z范围[7ꎬ10 ̄12]Table1㊀Matrixcommonlyusedinfingerprintchemicalimaginganddetectablem/zrange[7ꎬ10 ̄12]MatrixfullnameAbbreviationPlacementmethodModeDetectablem/zrangeReferencealpha ̄cyano ̄4 ̄hydroxycinnamicacidα ̄CHCADry ̄wetPositive1~650Da[7ꎬ12]1ꎬ5 ̄DiaminonaphtaleneDANDry ̄wetNegative/Positive1~450Da/780~900Da[7ꎬ12]2ꎬ5 ̄DihydroxybenzoicacidDHBDry ̄wetNegative/Positive1~450Da/780~900Da[7ꎬ12]Curcumin Dry ̄wetPositive1~650Da[10]2 ̄Mercaptobenzothiazole2 ̄MBTSublimationPositive&Negative550~900Da[11]Ag SputtercoatingPositive1~900Da[11]Carbon ̄BasedFingerprintPowderCFPBrushPositive&Negative1~450Daꎻ550~900Da[12]㊀㊀用于指纹分析的基质放置方式先后经历了5个主要发展阶段ꎬ如图2所示[7 ̄9ꎬ11 ̄12ꎬ23 ̄27]ꎮ最开始的无溶剂法(Solventfreemethod)无需对指纹客体进行基质处理ꎬ但是对信号增强的效果较差[7ꎬ23]ꎻFrancese团队提出的喷涂法(Spray ̄coatmethod)是将粉末基质溶解于有机溶剂中ꎬ再将液体基质喷到指纹客体表面ꎮ该方法使得基质与指纹物质重结晶效果更加明显ꎬ提升了指纹物质对紫外光线的吸收能力ꎬ从而获得更多能量[7ꎬ24 ̄25]ꎬ提升信号增强效果但喷涂法准备时间较长(约1h)ꎬ而且对于位置不明的潜在指纹无法准确控制喷涂区域ꎬ造成一定程度基质浪费ꎻ为了改善这一问题ꎬ2014年ꎬFrancese团队提出利用干湿法(Dry ̄wetmethod)放置基质ꎬ该方法是先将粉末基质涂刷在客体表面ꎬ再在上面用喷洒特定的溶液[8 ̄9ꎬ12]ꎮ相比于喷涂法ꎬ干湿法缩短了准备时间ꎻ且经前期粉末基质涂刷获得指纹的位置信息后只需对目标区域喷撒溶液ꎬ具有实战应用的可能性ꎮ不过ꎬ该方法存在一定的不足ꎮ一方面ꎬ喷涂过程易造成交叉污染或者物质的移位ꎬ需使用一次性刷子涂刷且动作要轻微ꎻ另一方面ꎬ此法难以保证基质均匀分布ꎬ可能会导致不同区域信号强度差异关系不明确ꎻ此后ꎬRobert团队提出的升华法(Sublimationmethod)是先对基质采用加热升华的方法使其均匀分布在客体表面ꎬ再在上面喷洒特定的溶液[11ꎬ26 ̄27]ꎮ升华过程有效提高了基质分布的均匀性ꎬ也避免了刷子对指纹的破坏和污染ꎬ但不适用于现场潜在指纹的处理ꎻ此外ꎬLauzon提出的溅射镀膜法(Sputtercoatingmethod)是使用溅射镀膜器在0 02Pa的Ar气分压和80mA的电流下在指纹可能存在的位置沉积银金属颗粒作为基质[11]ꎬ该方法对于信号增强效果较为明显ꎬ但金属颗粒作为基质本身存在较多问题ꎬ在前文已有所讨论ꎬ因此ꎬ该方法的可操作性依赖基质的进一步优化ꎮ图2㊀基质放置方式的发展顺序[7 ̄9ꎬ11 ̄12ꎬ23 ̄27]Fig.2㊀Thedevelopmentalsequenceofmatrixplacementmethods[7 ̄9ꎬ11 ̄12ꎬ23 ̄27]在实际使用过程中ꎬ基质的放置方法和种类选择对结果的影响非常大[28]ꎮ针对放置方法的优化方向主要集中于提高空间分辨率ꎬ贴合实战使用ꎬ减少物质移位现象ꎬ让基质分布更均匀ꎬ及减少放置过程带来的污染等ꎬ但现有方法很难做到兼顾[29]ꎮ基质的种类有很多ꎬ不同种类的基质对不同信号的增强效果不同ꎬ且各有利弊ꎬ需要根据特定的情形选择性使用ꎮ2 疑难指纹处理犯罪现场常会出现很多疑难客体表面上的指纹无法显现或显现出的指纹为残缺或重叠等疑难指纹的情况[30 ̄31]ꎬ针对疑难指纹的处理ꎬ有团队提出用MALDI ̄MSI来解决的方案ꎮBradshaw团队在2012年报道用MALDI ̄MSI分离重叠指纹ꎬ证明了根据指纹中内源性物质和外源性物质均可分离多种客体上的重叠指纹(图3)ꎮ除了人工筛选离子图像的方法ꎬ文章中还利用多元曲线分辨(MultivariateCurveResolutionꎬMCR)的方法对重叠指纹进行了分离ꎮ通过质谱成像技术得到的数据是三维数据(xꎬyꎬz)ꎬ其中x和y代表图像的位置ꎬz代表质谱信号ꎮ通过MCR分析ꎬ对不同位置质谱信号进行归类ꎬ这样根据两枚指纹的物质信号就能把谱图区分成不同种类ꎬ再根据新谱图的信号即可实现重叠指纹分离[14]ꎮ显现钱币上的指纹也一直是指纹研究领域的难点[32 ̄33]ꎮ在2018年ꎬBradshaw对塑质钱币上指纹进行成像发现ꎬ即使背景干扰会降低离子的信号强度ꎬ用MALDI ̄MSI依然具有较好的成像效果[13]ꎮ但该实验中使用的钱币为尚未流通过的英镑ꎬ并不具有代表性ꎬ至于该方法对于其它材质的钱币及流通过的钱币是否仍然适用ꎬ还需要进一步研究ꎮ利用MALDI ̄MSI能分离多种客体上的重叠指纹时ꎬ且不仅能通过人工筛查不同指纹的离子像对重叠指纹加以区分ꎬ还能利用MCR对其先进行数据分析ꎬ再分离重叠指纹ꎮ对于钱币这一疑难客体ꎬ已有研究证明用MALDI ̄MSI显现尚未流通过的钱币上的指纹效果较好ꎬ但对于流通过的钱币是否适用仍需研究ꎮ9311㊀第10期李文杰等:基质辅助激光解吸电离质谱成像在指纹分析中的研究进展图3㊀利用MALDI ̄MSI分离重叠指纹[14]Fig.3㊀SeparationoftheoverlappingfingerprintusingMALDI ̄MSI[14]3 与常规显现方法联用2014年ꎬ英国内政部应用科学技术中心将MALDI ̄MSI纳入指纹显现操作手册[34]ꎬ但是在实际运用中仍有一些问题需要进一步研究ꎮ首先ꎬ虽然MALDI ̄MSI分析是近无损的检验方法ꎬ但还是需要研究该方法是否会影响到后续常规指纹显现方法的效果ꎮ其次ꎬ在正常现场指纹的处理过程中ꎬ大多是先用常规方法来显现潜在指纹ꎬ因此不得不考虑这些显现方法对后期MALDI ̄MSI的分析有何影响ꎮWolstenhome团队在2009年的研究中报道先用MALDI ̄MSI对指纹进行分析ꎬ接着用溶液去除表面基质后ꎬ再进行磁性粉末刷显ꎬ发现依然可以获得非常清晰的纹线[7]ꎮ接着ꎬBradshaw在不同客体上用真空金属镀膜㊁茚三酮㊁502熏显和二氧化钛粉末显现指纹后ꎬ用MALDI ̄MSI分析指纹中内源性物质与外源性物质的离子信号仍能显现出指纹ꎬ且在真空金属镀膜显现效果不佳的情况下ꎬ进一步增强了显现效果ꎮ但是这些研究仅从成像效果的角度分析影响ꎬ对于指纹物质含量是否发生变化仍缺乏探讨[35]ꎮ2018年ꎬKellyOᶄNeill团队利用MALDI ̄MSI对502熏显过的指纹进行二次分析发现[36]ꎬ指纹中内源性脂肪酸和一些外源性物质的离子信号峰的位置没有发生变化ꎬ并且它们的信号强度变化也非常小ꎬ说明了502熏显法并不会使指纹中这些物质发生化学变化ꎬ也不会造成太多的物理损耗ꎮ实验结果进一步说明了502熏显法不仅不会影响成像ꎬ对化学分析的影响也很小ꎮ该实验研究方法可以用于更多常规方法对MALDI ̄MSI分析影响效果的探究ꎮ上述研究涉及到了个别常规显现方法对MALDI ̄MSI成像的影响ꎬ至于其他方法对其影响仍需进一步研究ꎮ而且ꎬ欲研究常规显现方法对MALDI ̄MSI成像的影响的一项重要的工作是ꎬ分析常规方法会抑制指纹中的哪些物质离子信号的检测及抑制程度ꎬ这就需要首先统计出一般人的指纹中会出现哪些0411应用化学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第37卷㊀离子及其含量分布ꎬ再依次分析不同方法对每种离子的抑制程度ꎬ这样才能更系统地判断常规方法的影响ꎬ得出更系统的显现流程方案ꎮ4㊀化学信息提取4.1㊀生活习惯/案前活动分析利用MALDI ̄MSI分析指纹不仅能获得指纹的图像信息ꎬ还能获得其化学信息ꎮ通过MALDI ̄MSI提供的质谱可以获得特殊的外源性物质或内源性物质的离子信号ꎬ以用于推断犯罪嫌疑人可能接触过哪些特定物品ꎬ以此分析嫌疑人可能的生活习惯或者案前活动ꎮBradshaw团队曾根据指纹质谱中出现的特定离子分析出避孕套润滑剂[15]㊁血[17]和可卡因[14]等物质ꎮGroeneveld团队在指纹中检测出多种外源性毒品包括安非他明㊁摇头丸和海洛因等ꎮ值得注意的是ꎬ在滥用毒品的人的指纹中也检测出了这些毒品及其代谢物[37]ꎮHinners团队利用MALDI ̄MSI检测了分别沾染过杀虫剂㊁防晒霜等物品的指纹ꎬ除了根据特征离子说明它们的存在ꎬ还利用主成分分析证明了不同品牌的杀虫剂和防晒霜具有差异性ꎬ这为识别不同品牌的同种物质提供了理论可能性ꎮ但这些实验都是验证性试验ꎬ即通过证明触摸过外源性物质的指纹中能检测到这些物质的离子ꎬ而根据质谱信号推断未知来源的物质的工作鲜有报道[16]ꎮ2017年ꎬBradshaw团队分析了一枚实际现场提取的指纹ꎬ在指纹中检测到可卡因的特征离子信号ꎬ推断可能存在可卡因[38]ꎮ虽然已有研究证明了利用MALDI ̄MSI对指纹化学成分分析的可行性[39 ̄41]ꎬ但其实际可操作性仍有待商榷ꎬ特别是对于未知物质的判断ꎬ解决这一难题ꎬ不仅需要不断提高仪器的质量分辨率ꎬ还需要引入二级质谱ꎬ同时建立一定规模的手印物质离子信号数据库ꎬ以降低解析谱图的难度ꎮ4.2㊀指纹遗留时间指纹遗留时间的研究也是法庭科学领域一大热点与难点[42 ̄44]ꎬ分析出遗留时间ꎬ可以为案发时间判定及嫌疑人口供认定提供依据ꎮHinners团队在2018年[18]与2020年[19]也利用MALDI ̄MSI从指纹物质扩散程度与离子信号随时间的变化两个角度对指纹遗留时间进行了分析ꎮMuramoto团队曾利用飞行时间二次离子质谱研究根据指纹物质扩散程度计算遗留时间ꎬ实验结果表明ꎬ物质的相对分子质量越大ꎬ扩散越慢ꎬ还根据菲克第二定律提出了描述指纹物质扩散的方程ꎬ将预测误差控制在4d之内ꎬ可用于指纹遗留时间计算[45]ꎮ不过在2018年ꎬHinners团队推翻了这一结论[18]ꎮ他们利用MALDI ̄MSI的数据分析发现ꎬ疏水性甘油三酯在疏水性较强的Rain ̄X处理过的客体上扩散速度要小于脂肪酸在该客体上的扩散速度ꎬ而在较为亲水性的玻璃与不锈钢片上ꎬ脂肪酸的扩散速度要小于甘油三酯ꎮ但是ꎬ在同样具有亲水性的塑料客体ꎬ脂肪酸的扩散速度非常快ꎬ放置1d后便均匀扩散开ꎬ文章分析这可能是由于在较高温度的放置条件下(试验温度为55ħ)ꎬ塑料客体受温度影响产生某种物质ꎬ加快了扩散速度ꎮ根据指纹物质扩散程度分析遗留时间除了与已经验证的物质相对分子质量㊁客体条件和温度有关外ꎬ可能还跟很多因素(如湿度㊁光照和捺印人的生理与心理状态等)有关ꎬ因此ꎬ根据扩散程度分析指纹遗留时间还存在很大研究空间ꎮHinners团队在2020年探究了利用离子信号随时间变化进行遗留时间判断[19]ꎮ通过甘油三酯及其臭氧化产物随时间变化规律ꎬ定性和定量分析了指纹遗留时间(见图4)ꎮ通过定性的方法分析遗留时间的实验发现ꎬ各种甘油三酯ꎬ包括饱和或不饱和的O6㊁O7和O8甘油三酯在信号强度及对应成像上随着时间的推移ꎬ均会发生规律性变化ꎮ在不同时间点ꎬ一部分甘油三酯的信号逐渐变弱ꎬ成像效果逐渐变差ꎻ另一些甘油三酯的信号逐渐增强ꎬ成像效果逐渐变好ꎬ这为时间的刻画建立了多维的坐标ꎬ进而可通过定性来大概判断指纹遗留时间ꎮ通过定量的方法分析遗留时间的实验发现ꎬ根据1 ̄油酰基 ̄2ꎬ3棕榈酰甘油(1 ̄oleoyl ̄2ꎬ3 ̄dipalmitoylglycerolꎬOPP)的两种产物和不饱和甘油三酯的离子信号强度在7d内随时间的变化建立时间模型表明OPP的两个代谢产物的波动情况较大ꎬ因为它们是中间产物ꎬ可能会在某个时间点生成新物质的同时ꎬ又有更多这种臭氧化产物生成ꎬ而根据不饱和甘油三酯生成的时间模型并未出现起伏ꎬ一直处于下降趋势ꎬ因此不饱和甘油三酯可能更适合时间的判定ꎮ但是ꎬ不同人形1411㊀第10期李文杰等:基质辅助激光解吸电离质谱成像在指纹分析中的研究进展2411应用化学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第37卷㊀成的时间模型差异较大ꎬ比如一名志愿者指纹中不饱和甘油三酯的标准化强度经放置1d后就达到1ꎬ而另一名志愿者可能需要放置4dꎬ研究者认为这可能和后者脂质物质含量总体偏多有关ꎮ因此ꎬ目前还难以得到一个适用于所有人的指纹遗留时间模型ꎮ图4根据指纹物质信号分析遗留时间[19]Fig.4㊀Analysisofthefingerprintagebyfingerprintcompounds[19]由于涉及的变量太复杂ꎬ目前看来根据指纹扩散程度计算遗留时间的方法研究难度很大ꎮ在利用离子信号强度随时间的变化来计算遗留时间的相关研究中ꎬ虽然发现不饱和甘油三酯随时间推移ꎬ离子强度稳定下降ꎬ但个体差异较大ꎬ对于现场未知人员的指纹遗留时间判断很难适用ꎮ不过ꎬ对于判定已知嫌疑人供述指纹遗留时间的真实性具有很好的前景ꎬ在将实验条件设置成和现场相近的情况下ꎬ观察该嫌疑人的指纹物质对应的离子信号在一段时间后能否达到与在现场提取到的指纹物质中各离子的相近强度ꎬ以此推算大致的遗留时间ꎬ再用来验证口供是否准确ꎮ4.3㊀个体同一认定现场提取到的指纹很多都是残缺指纹ꎬ仅根据形态判断很难做到人物识别ꎮ因此就有人提出根据指纹中的化学物质进行人物识别的可能性ꎮ因为人与人在生活习惯[46]㊁年龄[47]㊁性别[47]等方面均有所差异ꎬ所以人体分泌的物质在种类和含量上也会有所差异ꎬ从而可能导致不同人遗留的指纹中能够用于MALDI ̄MSI成像的物质的离子信号及其强度也会有所不同ꎮ基于这一差异性ꎬ根据指纹的物质成分对人身的同一认定从理论上具有可行性ꎮ在分析差异性时ꎬ还须要确定稳定性的问题ꎮ对稳定性的考察一方面体现在同一人在不同时间捺印的指纹物质是否具有人身特定性ꎬ另一方面在于不同遗留时间的指纹中物质是否具有相对稳定性ꎮ2019年ꎬGorka团队利用MALDI ̄MSI对指纹物质的稳定性和差异性进行了分析[20](见图5)ꎮ对4名志愿者不同时间遗留的指纹(各留4枚)进行检测并对所得数据进行了主成分分析ꎬ发现根据指纹中物质离子的信号强度是可以用于区分不同人ꎬ而且同一人在不同时间留下的指纹趋于一类ꎬ体现了人体指纹分泌物质的相对稳定性ꎮGorka还利用聚类分析对结果进行了验证ꎮ该实验利用PCA和聚类分析说明了每个人遗留的指纹中物质的离子信号是有特异性和稳定性的ꎬ为今后根据MALDI ̄MSI的离子信号进行人身同一认定研究提供了一定的理论依据ꎮ但实验样本量太少ꎬ具有很大的偶然性ꎬ且该实验只是探讨了个体差异的存在性ꎬ对于如何使用数据参考系进行人身识别还未提供可行性方法ꎮ对于利用MALDI ̄MSI数据进行人的同一认定的实验目前很少ꎬ但意义非常大ꎬ特别是在现场出现残缺指纹ꎬ利用形态特征比对无法进行个体认定时ꎬ有望根据指纹物质进行个体同一认定ꎮ指纹物质的稳定性及差异性的研究未来还需更多的探讨ꎬ如何能和形态鉴定一样ꎬ找到可衡量差异性和同一性的特征比对方法也是值得研究的问题ꎮ图5㊀个体指纹物质差异性与稳定性分析[20]Fig.5㊀AnalysisofdifferenceandstabilityofindividualfingerprintmaterialsusingMALDI ̄MSI[20]5 结论与展望经过十多年的发展ꎬMALDI ̄MSI针对指纹分析在很多方法上做出了适应性调整ꎬ不仅提高了成像效果ꎬ解决了常规显现方法不易处理的疑难指纹问题ꎬ还为分析人物生活习惯㊁案前活动㊁指纹遗留时间和个体同一认定提供了新的方法ꎮ另外ꎬ针对其与常规方法联用时两者相互影响的分析也为该技术在公安实际工作的实操性提供了理论依据ꎮ总体来说ꎬMALDI ̄MSI在指纹化学成像领域会有较大的发展需求和应用前景ꎮ不过ꎬMALDI ̄MSI在指纹分析上实现实际运用还面临较多问题ꎬ如:1)还未找到既能在实际现场显现潜在指纹ꎬ又能不易污染指纹㊁不破坏指纹中物质位置的合适的基质放置方法ꎻ2)很多常规方法对MALDI ̄MSI在成像和离子信号及强度的影响仍待深入研究ꎻ3)在指纹物质分析中ꎬ对未知样品的分析尚有难度ꎻ4)在指纹遗留时间方面ꎬ还未找到能适用于大多数人的模型建立方法ꎻ5)在个体认定方面ꎬ对稳定性和特异性的研究不深入ꎬ对衡量同一与否的标准也未建立ꎮ未来ꎬ为了使MALDI ̄MSI更适用于指纹分析ꎬ首先要进一步优化基质ꎬ使其在增强信号的同时ꎬ更适合物证的提取㊁存储和保护ꎻ其次ꎬ需要提高空间分辨率ꎬ使指纹图像更加清晰ꎬ以便指纹三级特征的后续鉴定ꎻ还需要提高分子离子的产率和质量分辨率ꎬ同时引入二级质谱ꎬ使得该技术在分析指纹中未知物质能力提升ꎻ在与常规方法联用时ꎬ降低传统指纹检验方法对MALDI ̄MSI成像和离子信号影响ꎻ此外ꎬ还应参考形态鉴定的发展过程ꎬ使得利用指纹物质进行人身鉴定更具科学性ꎮ参㊀考㊀文㊀献[1]ChristopheCꎬChrisLꎬPierreM.FingerprintsandOtherRidgeSkinImpressionsꎬSecondEdition[M].CRCPressꎬ2016:3 ̄6.3411㊀第10期李文杰等:基质辅助激光解吸电离质谱成像在指纹分析中的研究进展4411应用化学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第37卷㊀[2]CaiLꎬXiaMCꎬWangZY.ChemicalVisualizationofSweatPoresinFingerprintsUsingGO ̄EnhancedTOF ̄SIMS[J].AnalChemꎬ2017ꎬ89(16):8372 ̄8376.[3]SamuelCꎬMeezIꎬPeterM.FingerprintCompositionandAging:ALiteratureReview[J].SciJusticeꎬ2015ꎬ55(4):219 ̄238.[4]PompiHꎬSueMJꎬDavidAR.RapidDetectionofDrugMetabolitesinLatentFingermarks[J].TheAnalystꎬ2009ꎬ134(1):93 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̄MSI)inthefieldoffingerprintanalysisisintroduced.IntheaspectofmorphologicalanalysisꎬtheinfluenceofthecombinationofMALDI ̄MSIandtheconventionaldevelopmentmethodsontheimagingeffectandtheimageprocessingofthedifficultfingerprintissummarized.Intermsofchemicalinformationanalysisandresearchꎬtheadvantagesandlimitationsofeachresearcharereviewedfromtheperspectiveofanalyzinglivinghabits/pre ̄crimeactivitiesꎬfingerprintresidualtimeandindividualidentitybasedonMSinformationꎬandthefuturedevelopmentofMALDI ̄MSIinthefieldoffingerprintisproposed.Keywords㊀matrix ̄assistedlaserdesorption/ionizationmassspectrometryimagingꎻfingerprintꎻapplicationresearchReceived2020 ̄04 ̄14ꎻRevised2020 ̄05 ̄19ꎻAccepted2020 ̄06 ̄11SupportedbytheBasicResearchProjectofPeople'sPublicSecurityUniversityofChina(No.2019JKF216)Correspondingauthor:ZHAOYabinꎬassociateprofessorꎻTel/Fax:010 ̄83906089ꎻE ̄mail:zhaoyb@gmail.comꎻResearchinterests:forensicsciencetraceevidenceinvestigation。
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪的临床应用体会
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪的临床应用体会曲芬;毛远丽【期刊名称】《实用检验医师杂志》【年(卷),期】2015(007)004【摘要】基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 (matrix-assisted laser desorption ionisation time-of-flight mass spectrometry, MALDI-TOF-MS)技术是一项应用于细菌全细胞快速检测的新技术. 该技术具有操作简便、检测快速、准确、价格低廉的特点. 既弥补了传统细菌鉴定方法检测时间长的缺点,又降低了患者的医疗负担,适用于细菌性感染患者,尤其是危重症患者的快速检测,为临床救治争取了宝贵的时间.MALDI-TOF-MS技术在临床微生物检验中具有广阔的应用前景.然而,目前该技术的应用仍有一定的局限性,其检测的准确性受被测菌纯度、实验操作等的影响,且对某些菌种的鉴定准确性不高,对病毒检测的过程较复杂等. 因此,对MALDI-TOF-MS技术的应用局限性以及其在细菌耐药性的常规检测和菌种质谱数据库的扩展等方面仍需进一步的探索研究.【总页数】3页(P243-245)【作者】曲芬;毛远丽【作者单位】100039 北京市,解放军302医院临床检验医学中心;100039 北京市,解放军302医院临床检验医学中心【正文语种】中文【相关文献】1.基质辅助激光解析离子-飞行时间质谱仪在临床分离革兰阴性杆菌鉴定中的应用2.基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪在快速鉴定临床酵母菌中的应用3.基质辅助激光解析电离r——飞行时间质谱仪的研制及在临床微生物鉴定中的应用4.基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪在尿路感染病原菌检测中的应用5.基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术对分枝杆菌液体培养系统菌种鉴定的临床研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于基质辅助激光解吸-电离质谱的磷脂分析和成像的基质体系与制样方法
基于基质辅助激光解吸-电离质谱的磷脂分析和成像的基质体系与制样方法周丽华;陈安珣;赵肃清;于会娟【摘要】由于磷脂在神经传递和生物膜功能方面的重要作用,磷脂分析已成为目前脂质组学研究的热点,而基质辅助激光解吸-电离成像质谱(MALDI-IMS)是磷脂分析和成像的先进技术.针对磷脂特点,优化基质溶液组成并建立合适的基质制样与覆盖方法是最关键的环节.为了建立具有高真空稳定性(稳定存在2h以上)、耐高频率激光辐射、无基质峰干扰、分布均匀且不引起分析物位移、能全面解吸-电离不同结构与浓度的磷脂,并准确表征其空间分布情况的基质体系,不少研究者进行了大量的研究.本工作从基质类型变化出发,综述了近10年来MALDI-IMS用于生物组织磷脂分析和成像的基质体系及制样方法,并对其发展前景进行了展望.【期刊名称】《质谱学报》【年(卷),期】2014(035)004【总页数】13页(P289-301)【关键词】磷脂;基质辅助激光解吸-电离质谱(MALDI-MS);基质;成像;制样【作者】周丽华;陈安珣;赵肃清;于会娟【作者单位】广东工业大学轻工化工学院,广东广州 510006;广东工业大学轻工化工学院,广东广州 510006;广东工业大学轻工化工学院,广东广州 510006;广东工业大学轻工化工学院,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】O657.63磷脂分析除了应用薄层色谱、气相色谱、液相色谱等传统方法外,已出现不少新技术,如色谱-质谱联用、软电离质谱、 P31核磁共振和荧光共振能量转移技术等,其中,基于质谱的分析方法发展尤为突出。
随着鸟枪法、纳米次级离子质谱法、组织切片直接分析法等质谱技术的出现,脂质组学在疾病脂生物标志物的识别、疾病诊断、药物靶点及先导化合物的发现、药物作用机制研究等方面已展现出广泛的应用前景。
基质辅助激光解吸-电离成像质谱法(MALDI-IMS) 是最具代表性的磷脂组织切片直接分析技术,由Caprioli等[1]在基质辅助激光解吸-电离质谱(MALDI-MS)基础上建立起来的。