【正文】 及 接口技術(shù) 的發(fā)展，還將介 紹各種不同模式和類型的色譜 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù) 的實(shí)現(xiàn)、研究進(jìn)展及其在生命科學(xué)研究領(lǐng)域 中的應(yīng)用，以及其它聯(lián)用技術(shù)，如電化學(xué)－ 光譜，毛細(xì)管電泳－光譜聯(lián)用等。 常規(guī)質(zhì)譜分析儀的質(zhì)量范圍是幾十到 2022 da。 在過去的幾十年中，生物質(zhì)譜的主要進(jìn)展在于解決如 何測定大質(zhì)量分子質(zhì)荷比 m/z及其相關(guān)的問題，主要的 研究領(lǐng)域包括： (1) 如何擴(kuò)大質(zhì)譜儀器的質(zhì)量范圍？ (2) 如何使生物大分子電離和使其帶多電荷 (即降低 m/z)？ (3) 如何解釋大質(zhì)量分子質(zhì)譜？ (4) 如何發(fā)展生物大分子質(zhì)譜測定方法？ Fred M. McLafferty et al, Science, 2022, 314, 109112 報(bào)道了采用 MS可研究質(zhì)量大于 200 Kda的蛋白質(zhì)！ 與質(zhì)譜相關(guān)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)的有： (物理 1906，發(fā)明質(zhì)譜技術(shù)并用于研究 氣體的電導(dǎo) )； (化學(xué) 1922，用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了非放射性元 素的同位素 )； (物理 1980，發(fā)明離子阱質(zhì)譜原理與技術(shù) )； 、 (化學(xué) 1996，用 質(zhì)譜儀觀察到激光轟擊下產(chǎn)生的 C60)； (田中耕一 )和 (化學(xué) 2022，發(fā)明 MALDIMS和 ESIMS技術(shù) )。 2022以后，隨著基因組測序計(jì)劃的完成，蛋白質(zhì)組學(xué)的規(guī)模化 已成定局，生物質(zhì)譜正在發(fā)揮著不可取代的中堅(jiān)作用。質(zhì)譜分析是一個(gè)制備樣品 或從其他分析儀器引入樣品 ?樣品氣化并離子化 ?引入樣品離 子到分析器 ?在分析器中按照離子的質(zhì)荷比不同分離離子 ?分 別檢測各種離子并得到質(zhì)譜圖的過程。 不同的分析器與離子源之間有多種組合，構(gòu)成了 質(zhì)譜儀器龐大的家族。 大分子電離技術(shù) 由于生物樣品的非揮發(fā)性、熱不穩(wěn)定性及相對分子質(zhì)量大等特性， 使傳統(tǒng)的電子轟擊 (EI)、化學(xué)離子源 (CI)等電離技術(shù)的應(yīng)用受到 極大限制。 基體輔助激光解吸電離 MALDI離子源可以電離分子質(zhì)量為 1001000000Da的生 物分子并用于質(zhì)譜分析，提供了高的靈敏度、高的離子 透過率和強(qiáng)的可操作性。它利用激光束照射分 散于基體中的樣品，由于這些基體（質(zhì)）能夠強(qiáng)烈吸 收激光，從而保護(hù)了樣品分子。 N2激光由于在 UV段 (337nm)有較好的性能，而被廣泛應(yīng) 用于 MALDI儀器中。 MALDIMS在基體選定后，準(zhǔn)備樣品的方法有兩種： (1)Tanaka法： 1987年 Tanaka等把待測的生物樣品溶于甘油中，并與很細(xì)的金屬粉 末混合，然后把懸浮液滴到探頭上，讓激光照射，再進(jìn)入質(zhì)譜分 析。 靈敏度 1012 mol數(shù)量級，且信號強(qiáng)，信噪比高，被廣泛采用。離子型表面活 性劑和低揮發(fā)性溶劑干擾嚴(yán)重，和其他進(jìn)樣技 術(shù)聯(lián)用困難等?？? 與四極桿、離子阱、飛行時(shí)間質(zhì)譜等組合。 (3) 大氣壓化學(xué) (碰撞 )電離：利用一種氣態(tài)化學(xué)反應(yīng)，氣體溶劑 (如 CH4)作為化學(xué)離子源來電離樣品。重 復(fù)該過程，最終產(chǎn)生分子離子。由于大分子可以帶 10－ 100 以上電荷，因此，其質(zhì)荷比大大降低，可用普通質(zhì) 量測定范圍的質(zhì)譜儀進(jìn)行生物大分子分析。 ESI電離的優(yōu)點(diǎn)： (1) 被檢測分子變成氣相離子時(shí)沒有受到外部能量的激發(fā)，因 而不會(huì)發(fā)生裂解，沒有碎片峰，因此譜圖解析相對簡單； (2)對于多級質(zhì)譜，通過碰撞誘導(dǎo)裂解（ CID）可以產(chǎn)生碎片， 從而提供分子的結(jié)構(gòu)信息。與常規(guī) 電噴霧電離技術(shù)相比， Nanospray流量極低，樣品消耗量極少， 靈敏度可以達(dá)到 fmol。 概述 然而，隨著一些新的定性分析手段的出現(xiàn)，尤其是質(zhì)譜儀器的 發(fā)展，對一些組分相對簡單的樣品進(jìn)行定性分析已經(jīng)變得比較 容易。 液相色譜 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的研究始于 20世紀(jì) 70年代， 90年代以后，由于大氣壓電離技術(shù)的出現(xiàn)和成功 應(yīng)用以及質(zhì)譜本身的發(fā)展，液相色譜與質(zhì)譜的聯(lián) 用得到了極大的重視和發(fā)展。其中碰撞活化離解是使運(yùn) 動(dòng)中的離子和中性惰性氣體進(jìn)行碰撞、繼而發(fā)生 碰撞活化離解的過程。 液相色譜 質(zhì)譜聯(lián)用的實(shí)現(xiàn)， 接口技術(shù) 一度成為其發(fā)展 的瓶頸。 大氣壓離子化接口技術(shù) 大氣壓離子化接口是指離子化在常壓下進(jìn)行的 接口，是目前液相色譜 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)中應(yīng)用 范圍最廣的一種接口。通常情況下，小分子生成 [M+H]+或 [MH]單電荷 離子，生物大分子產(chǎn)生多電荷離子。 無套流 CEESI 接口 nLCESI 接口 Z－噴霧 ESI源 圖 直接將 CE與 ESIMS連接的 接口設(shè)計(jì) LC與 MALDI接口技術(shù) LC與 MALDI的聯(lián)用目前正在發(fā)展中，從離子化 的原理看，存在一些實(shí)際困難！ 作為分離科學(xué)領(lǐng)域中最強(qiáng)有力的分離分析工具之一，液相色譜對 組分相對簡單樣品的分離采用一維分離模式完成，但是對于一些 組分復(fù)雜的樣品而言，如果僅采用一維色譜分離模式，無論怎樣 優(yōu)化色譜分離條件，也無法使所有的組分都能達(dá)到滿意的分離。因此，多維液相色譜與質(zhì) 譜聯(lián)用也越來越被重視并得到迅速發(fā)展，所以，根據(jù)聯(lián)用體系中 液相色譜的維數(shù)多少，液相色譜 質(zhì)譜在線聯(lián)用技術(shù)又可以分為一 維液相色譜 質(zhì)譜在線聯(lián)用模式和多維液相色譜 質(zhì)譜在線聯(lián)用模 式。 與電化學(xué)技術(shù)聯(lián)用的方法最常見的是各種光譜學(xué)技術(shù)。 與紫外和可見光譜聯(lián)用 圖 透射光譜電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 光透電極 (optically transparent electrode, OTE) A 透射實(shí)驗(yàn) 圖 (a)用于半無限擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的透射光譜電化學(xué)池。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明細(xì)胞 色素 c氧化酶中的一個(gè)血紅素基團(tuán) 首先被還原，然后甲基紫精自由 基在還原細(xì)胞色素 c氧化酶中的第 二個(gè)血紅素之前，還原細(xì)胞色素 c 中的血紅素。 為了得到有用的信號，通常采 用對電勢或入射光進(jìn)行調(diào)制。 大多數(shù)現(xiàn)代 IR光譜儀具備 Fourier變換的多種優(yōu)點(diǎn)。負(fù)峰相應(yīng)于在 V處 的特征主峰，正峰相應(yīng)于在 V處的特征主峰。 圖 具有激光激發(fā)和電荷偶合裝置 (chargecoupled device, CCD)作為檢測器的 Raman光譜儀的方框圖。 S. Nie and , Science, 275, 1102(1997) 與表面等離子體共振的聯(lián)用 表面等離子體共振 (surface plasmon resonance, SPR)所采用的電極 是沉積在一個(gè)玻璃片上的薄金膜 (約 50 nm)，激光器發(fā)出的 p偏振 光通過一個(gè)半球形棱鏡照射在電極的背面，測量反射率作為入射 角 ?的函數(shù)。例如，各種光譜技術(shù)、電化學(xué)、質(zhì)譜等作為色譜 的檢測器。