质谱技术简介及在临床生化中的应用-金中淦

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1、质谱技术简介及在临床生化中的应用参考实验室金中淦主要内容•质谱的发展•质谱的基本原理•质谱在临床生化的应用质谱的发展质谱的发展质谱的发展质谱发展史上具有里程碑式的人物质谱的基本原理质谱是什么？特殊的天平：称量离子的质量7质谱的基本原理•质谱技术：测量分子质荷比(m/z)的分析方法•它通过将分子电离后形成带电离子,并按照离子m/z的大小顺序排列形成谱图数据•质谱仪是一类可以将样品分子转化成带电254.210离子并利用适当的电场0507.3磁场实现离子m/z分离%进而检测每种离子的峰334.194.3强度进行物质分析的仪器239

2、9.70m/102030405060z000000质谱分类质谱无机质谱同位素质谱有机质谱结构鉴定、定量分析生命、医学、药学、毒物学、环境、地球化学、化工农业科学刑侦有机质谱法分类有机质谱仪：由于应用特点不同又分为：①气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）由于质谱仪工作原理不同，又有气相色谱-四极质谱仪，气相色谱-飞行时间质谱仪，气相色谱-离子阱质谱仪等②液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）有液相色谱-四器极质谱仪，液相色谱-离子阱质谱仪，液相色谱-飞行时间质谱仪，以及各种各样的液相色谱-质谱-质谱联用仪③其他有机质谱仪，主要有：基

3、质辅助激光解吸飞行时间质谱仪（MALDI-TOFMS），傅里叶变换质谱仪（FT-MS）最早商品化的联用仪器适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气质联用仪（GC-MS）气化的化合物用电子轰击方式（EI）得到的谱图，可与标准谱库对比不挥发性化合物、极性化合物、热不稳液质联用（LC-MS）定化合物、大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析测定没有商品化的谱库可对比查询，只能自己建库或自己解析谱图MALDI-TOFMS在测定生物大分子和合成高聚物应用方面有特殊的优越性1800多台质谱仪质谱分析原理质量分析器检测器进样系统离子源

4、质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-310-5Pa）质量分析器（10-6Pa）(1)大量氧会烧坏离子源的灯丝(2)用作加速离子的几千伏高压会引起放电(3)引起额外的离子－分子反应，改变裂解模型，谱图复杂化进样系统进样系统的作用是将待测物质送进离子源直接进样高沸点的试液、固体样品可用探针或直接进样器送入离子源，调节温度使样品气化间接进样一般气体或易挥发样品【加热进样】色谱进样色谱-质谱联用仪器中，经色谱分离的组分通过接口元件直接导入离子源离子源离子源的功能是将进样系统引入的气态样品分子转化成离子由于离子化所需要的能量随分

5、子不同差异很大对于不同的分子应选择不同的电离方法离子源是质谱仪的心脏，可以将离子源看作是比较高级的反应器，其中样品发生一系列的特征电离、降解反应，其作用在很短时间（～1μs）内发生，所以可以快速获得质谱离子源最早使用的电子轰击离子源（electronimpactsourse,EI）至今仍是使用最广泛的最重要的离子源它具有如下特点：电离效率高，灵敏度高；应用最广，标准质谱图基本都是采用EI源得到的除了电子轰击离子源外，还有化学电离源(ChemicalIonization，CI)、场致电离源(FieldIonization，FI

6、)16电喷雾电离（ElectrosprayIonization，ESI）高压静电喷雾形成带电雾滴液滴溶剂蒸发库仑爆炸气态17大气压化学电离（AtmosphericPressureChemicalIonization，APCI）AtmosphericPressureHeatedFormationofNebulizerIonizationofNebulizingGasclusters(TEM)solventMass(GS1)moleculesAnalyzrReactionwithLCanalyteFlowX=SolventMol

7、ecuemoleculesCoronaDischargeM=AnalyteNeedle(NC)高温加热形成雾滴大气压下电晕气相化学电离雾化气针放电18基质辅助激光解吸电离（Matirx-assistedlaserdesorptionionization,MALDI）样品分散在基质分子中并形成晶体基质从激光中吸收能量传递给生物分子质子转移到生物分子或从生物分子得到质子19质量分析器—质谱仪的主体质量分析器的作用是将离子源产生的离子按照质荷比m/z的大小分离，使符合条件的离子飞过分析器，不符合条件的离子即被过滤掉常见的有单聚焦质

8、量分析器，双聚焦质量分析器和四极滤质器等20检测器通常为光电倍增器或电子倍增器，所采集的信号经放大并转化为数字信号，计算机进行处理后得到质谱图电子倍增器21质谱特点灵敏度Sensitivity选择性Selectivity速度Speed准确度Accuracy自动化Automation可用性A