MALDI-TOF MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)培训预习提纲教学教材

【MALDI-TOF MS】（基质辅助激光解吸

电离飞行时间质谱）培训预习提纲

一仪器概况

仪器名称：基质辅助激光解析电离－飞行时间质谱仪

Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrometer

MALDI-TOF

公司：美国应用生物系统

Applied Biosystem

型号：Voyager DE－STR

特点：DE Delayed Extraction 延迟引出

PSD：Post Source Decay 源后裂解技术指标：

Mass Accuracy

Linear Mode, External Calibration:

≤±0.05% for angiotensin

[1,296.6853] and myoglobin [16,952.5].

∙Reflector Mode, External Calibration:

≤±0.008% for ACTH 18-39 [m/z 2,565.1989].

≤±0.005% for E.coli thioredoxin [m/z 1,1674.4] ±0.005% for ACTH 18-39

Mass Resolution:

∙Reflector Resolution:

≥20,000 for insulin (m/z 5,734).

≥12,000 for ACTH clips.

∙Linear Resolution:

≥3,000 angiotensin.

≥3,500 for ACTH 18-39 [m/z

2,465.1989].

≥1,000 for myoglobin (m/z 16,952).

≥100 for BSA (m/z 66,431).

Sensitivity:

∙Routine detection of 5 fmol of neurotensin with a signal to noise ration (S/N) ＞80:1.

Post-Source Decay Mass Accuracy:

∙≤0.2 with default calibration.

应用：MALDI-TOF仪器作为一种可以确定大分子精确分子量的工具，可以对纳米材料、生物材料，高分子聚合物等的分子量及聚合度进行测定及碎片结构定性，有机合成反应的质量评价，蛋白质、多肽、核酸、寡糖等生物分子的分子质量测定, 蛋白质、多肽酶解产物肽图谱测定, 蛋白质、多肽的氨基酸顺序分析。

二原理

1. 质谱仪分类

2一般质谱仪结构

a．离子源 Ion Source

电子电离源（Electron Ionization，EI）

化学电离源（Chemical Ionization，CI）

快原子轰击源（Fast Atom Bombardment，FAB）

电喷雾源（Electron Spray Ionization，ESI）

大气压化学电离源（Atmospheric Pressure Chemical Ionization，APCI）

激光解析源（Laser Desorption，LD） b．质量分析器 Mass Analyzer

双聚焦分析器（Double Focusing Analyzer）

四极杆分析器（Quadruple Analyzer）

飞行时间质量分析器（Time Of Flight Analyzer）

离子阱质量分析器（Ion Trap Analyzer）

傅利叶变换离子回旋共振分析器（Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Analyzer）

c．检测器 Detector

d．真空系统 Vacuum System

3 MALDI－TOF原理

a．MALDI——Matrix Assisted Laser Desorption Ionization 基质辅助激光解析电离

基质对分析物起着溶剂的作用，并且把分析物分子彼此分离开，从而减少了分子间的很强的相互作用力，使分析物簇群形成的可能性减至最小；当激光脉冲照射时，由于基质浓度远高于分析物浓度，确保激光能量大部分被基质吸收而最小限度地照射分析物。

基质分子吸收的能量转变成固体混合物内基质的电子激发能，瞬间使其由固态转变成气态，形成基质离子。

在中性分析物和激发出的基质离子、质子及金属阳离子之间的碰撞过程中，发生了分析物的离子化，便产生了质子化分子或阳离子化分子。这过程并不导致高分子发生链断裂，通常只生成分子离子及分子离子的多聚体。离子化后的分子被电场加速进入飞行时间质量分析器而被检测。

b．TOF——Time Of Flight 飞行时间

假设被分析物离子化后带电荷为ze，加速电压V和飞行距离L一定，被电场加速后的分子离子具有相同的动能：

即质荷比与飞行时间t的平方成正比。只要测得飞行时间，即可换算成质荷比。在检测时，质荷比小的离子先到达检测器。注意：这里是质荷比，而非分子量，与分子离子所带的电荷数有关。

4 Maldi－TOF的特点

（1）软电离，不会把分子打碎

（2）检测范围宽（＞400K Dalton）

（3）可以检测混合物

（4）耐盐

（5）灵敏度高（可达fmol级）

Etc.

突出特点：DE－Delayed Extraction 延迟引出

PSD－Post Source Decay 源后裂解 ABI公司的Voyager DE－STR MALDI－TOF MS 提高仪器分辨率采取了两个行之有效的方法：

Reflector 增大了离子飞行路程且不增加飞行管长度，提高了分辨率

Delayed Extraction 延迟引出技术

5 Voyager DE STR MS仪器构造