电喷雾质谱在医药领域应用进展

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1、电喷雾质谱在医药领域应用进展摘要电喷雾提供相对简单的方法使非挥发性的溶剂形成气态，与此同时质谱技术提供更直接、灵敏度好的检测，使电喷雾质谱在天然药物化学中天然产物的提取、药物分析中生物体内的代谢、以及生物化学中具有生理活性的多肽和蛋白质检测等方面具有优势，电喷雾质谱可以检测低浓度，得到高准确性结果。本文就近年来电喷雾质谱在医药中的应用进行综述。关键词电喷雾质谱定性分析药物代谢蛋白质研究近年来，随着医药的不断发展，天然药物化学中天然产物的提取产物，药物分析中生物体内的代谢研究，还有生物化学中具有生理活性的多肽和蛋白质，逐渐成为当前研究热点[1];后基因组学的蛋白组学，在目前也

2、显得相当活跃，而其中很多高极性、难挥发、热不稳定的大分子有机化合物出现，对其检测有难度。质谱作为一种分析检测手段已经出现几十年，电喷雾质谱（ESI-MS）也已发展十几年，成为一种通用质谱技术，它所涵盖的分析应用领域极其广泛，电喷雾质谱的出现解决不挥发和热不稳定等化合物的分析，应用于中、高极性的化合物，可以检测的分子质量范围从300〜2000u的小分子化合物到分子质量超过15000u的生物大分子[2],对于蛋白质、核酸等生物大分子在电喷雾质谱中容易形成多电荷峰，分子量测定准确度高，现今电喷雾质谱成为药学和生物医学研究领域重要的标志性工具，在定性肿瘤差异蛋白方面更是重要的工具，

3、拥有良好的前景。1电喷雾质谱特点1.1电喷雾质谱的发展电喷雾和质谱成功地结合，是由Dole及其合作者在1968年发表论文中首次阐述；1984年Yamashita和Fenn发表的论文更清晰地阐述电喷雾电离机理，并认为可以用作液质联用(LC/MS)的接口；20世纪90年代，仪器制造和实际应用都表现出高速增长和全面发展的态势。1989年，报告ESI离子源与傅里叶变换离子回旋共振质谱联用成功范例；1991年，Sin,Boyle和Whitehouse报道电喷雾/飞行时间质谱，实现更高的准确度，更高的分辨率；随后离子阱电喷雾质谱、电喷雾-四级杆-飞行时间串联质谱仪(ESI-Q-T0F-

4、MS)为代表的仪器在各行业应用开来。1.2电喷雾过程将溶于极性、挥发性溶剂(如甲醇，乙睛，丙酮等)的样品溶液通过电喷针传输，在电场作用下形成泰勒锥，在电喷针尖部形成雾状正或负离子富集，液滴通过溶剂的挥发逐渐缩小，其表面上的电荷密度不断增大；当电荷之间的排斥力克服表面张力时，液滴分裂，产生单个多电荷离子；生出的样品气相离子经质量分析器分析，从而测出它们的质荷比［3〜6］o1.3电喷雾电离的优势电喷雾电离为一种软电离方式，即给样品较小的电离能量，可以得到不稳定化合物的分子离子峰，且谱图简单，主要用于定性分析。Loo等［7］归纳出电喷雾质谱的4“S”特点：即灵敏（Sensitiv

5、ity）、快（Speed）、专一（Spec辻icity）,并能直接给出化学计量比（stoichiomotry）o电喷雾质谱的成功在于2个重要的部分,电喷雾提供相对简单的方法使非挥发性的溶剂形成气态，与此同时质谱提供更直接、灵敏度好的检测［8］。电喷雾质谱可以检测阿摩尔级别浓度的样品［2］,并且ESI可在一级质谱（MS）条件下获得很强的待测物准分子离子峰，并且可借助MSn（n=2〜10）对准分子离子进行多级裂解，进而获得更为丰富的结果信息［9］。ESI已成为一种成熟、高灵敏、快速的质谱技术。比较质谱的离子源（见表1）,可以看出ESI的优势所在。2近期电喷雾质谱进展近年来，电喷

6、雾质谱已经不限于小分子的检测，伴随着蛋白组学、基因组学的发展，带动生物大分子分析的发展。蛋白等大分子化合物样品量少，不适合过于复杂的预处理过程，很多专家致力于提高该技术的离子化效率及减少样品预处理过程，能对复杂基体中的分析物进行简单、快速、实时分析。新发展出极低流速下的电喷雾质谱，被称为纳升电喷雾质谱（nanoESI/MS）,电喷雾流速采用纳升级流速，流速低，产生的液滴体积小，稳定液流的流量越低，则电离效率几乎随之成比例地提高，对于蛋白样品量小的物质可以减少样品消耗量，又不会减弱信号强度，导致去溶剂化效率、离子化效率及离子转移至分析器的效率都比常规ESI源高，而且喷雾稳定性

7、好［10］o对于电喷雾电离方式也发展出电喷雾解吸电离DESK电喷雾萃取电离EESI等，表2中按先后顺序总结电喷雾电离方式的发展。这些电离方式大多不经过样品预处理，可以进行实时、快速的质谱分析。电喷雾的首要问题是样品的高纯度，因为一些不纯的物质易导致毛细管喷雾堵塞。近些年来，为避免ESI堵塞，出现一些非毛细管喷射技术，这些技术利用不同的材料尖端形成电喷雾，如铜线及不锈钢针，用放电针为材料，直接离子化，避免毛细管堵塞现象，样品损失也减少，更适合微量样品的检测。最近，纸、牙签等尖端喷雾技术都成功地用于复杂混合样品的分析，