发布时间:2019-11-01 17:24 原文链接: 实用学习丨质谱入门

近年来质谱仪性能的显著改进主要基于开发出的两种离子化技术:一种是介质辅助的激光解吸/离子化技术。另一种是电喷雾离子化技术。由于这两种电离技术的出现,使原本只能检测小分支的质谱技术,可以运用于检测生物大分子。

 

在过去质谱技术主要运用于对一级结构和序列的表征,而现在质谱技术越来越多地运用于高级结构的分析,而高级结构对于抗体药物的生物活性至关重要。

 

随着抗体药物的不断发展,需要对于抗体药物的结构信息不断进行深入的分析,质谱技术也随着这一要求不断进步。随着技术的进步,可以预见质谱分析会越来越多地运用于抗体分析中,特别是在高级结构分析的领域,通过质谱分析,可以让我们更多获得高级结构的信息,这对于抗体药物的分析是极为重要的。本文涵盖了与现代质谱实践相关的广泛主题,并回答了有关质谱仪使用和功能的一些常见问题。

 

质谱简史

 

1897年—现代质谱(MS)归功于英国曼彻斯特JJ Thomson的阴极射线管实验。

 

1953年—沃尔夫冈·保罗(Wolfgang Paul)发明的四极和四极离子阱为他赢得了诺贝尔物理学奖。

 

1968年—马尔科姆·多尔(Malcolm Dole)开发了当代电喷雾电离(ESI)。在真空中产生气溶胶会产生蒸气,这种蒸气被认为很难实用。液体的体积增加了其冷凝相的100到1000倍(标准条件下1 mL/ min的水将产生1 L / min的蒸汽)。

 

1974年—Horning在很大程度上基于气相色谱(GC)技术开发了大气压化学电离(APCI),但并未广泛采用。

 

1983年— Vestal和Blakely加热液体流的工作被称为热喷涂。它成为当今商业上适用的工具的预兆。

 

1984年—芬恩在ESI的工作发表,使其在1988年获得诺贝尔奖。

 

为什么要使用质谱分析?

 

医药工业领域的工作人员在进行药物研发和药物开发时需要利用MS的特异性、动态范围及其灵敏度,区分复杂基质中紧密相关的代谢物,从而鉴定并量化代谢物。尤其是在药物的开发过程中,药物需要进行相应的鉴定、纯化,确定早期的药代动力学,MS已经证实是不可或缺的工具。

 

生物化学家扩展了MS的使用领域,将其应用到蛋白、肽和寡核苷酸的分析中。使用质谱仪,生物化学家们能够监测酶的反应,确定氨基酸序列,并通过包含有蛋白裂解片段衍生物样品数据库鉴别大分子蛋白。生物化学家通过氢-氘交换在生理条件下形成重要的蛋白-配体的复合物,监测蛋白质的折叠。临床化学家在药物检测和新生儿筛查中也应用MS,取代结果不确定的免疫分析。食品安全和环境研究人员也是这样。他们跟行业中相关的企业工作人员一样,也使用MS,比如:PAH和PCB分析,水质量分析,及食品农药残留分析。确定油组成是一项复杂且昂贵的工作,这刺激了早期质谱仪的发展,并不断推动该技术的继续创新。现今,MS的专业人员可以在各种质谱仪、一系列完善可靠的电离技术中进行选择。

 

你在考虑使用质谱仪(MS)之前,应当考虑一下这些问题:您分析的是蛋白质、肽等大分子,还是获取水溶性小分子的数据?您是在寻找目标化合物,还是表征未知样品?针对复杂基质,您当前的分离技术能到达所需要的纯度吗,或者您必须开发新的纯化方法?您要求单位质量精度(比如400 MW),或5ppm的质量精度(比如,400.0125 MW或质量为400时准确度为2mDa)?这些问题都是应该有所考虑的。

什么是质谱?质谱是怎样工作的?