基质辅助激光解吸/电离

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基质辅助激光脫附时间分辨质谱

基质辅助激光脫附电离英语:Matrix-assisted laser desorption/ionization ,MALDI)是一种用于质谱法的溫和离子化技术,可以得到用常规离子化方法容易解离為碎片的一些完整大分子质谱信息,比如生物分子类的DNA生物高分子蛋白质多肽,以及其他大分子量的有机分子,如高分子树状分子和其他高分子。在这方面类似于同样是软离子化方法的电喷雾离子法英语Electrospray ionization(ESI),不过MALDI更容易得单电荷的离子峰。

MALDI方法过程分为三个步骤。首先,将样品溶液與合适的基质水溶液混合,並取微量混合液體滴置於金属樣品板等待乾燥。第二步,将脉冲激光照射到样本,引发样品和基质材料的電離脫附。最后,分析物分子與電離後的基質在脫附過程中進行電荷轉移反應,將分析物分子電離。在大多數的生物分子分析上,例如蛋白质多肽,分析物通常都是以质子化去质子化形式產生。在MALDI反應之後,所有產生的離子即被金屬樣品板上的電壓加速进入质谱仪来分析[1]

历史[编辑]

基质辅助激光脫附电离(MALDI)这个术语是由弗伦茨·希伦坎普英语Franz Hillenkamp(Franz Hillenkamp),迈克尔·卡拉斯英语Michael Karas(Michael Karas)和他们的同事在1985年提出的[2]。这些研究人员发现,氨基酸丙氨酸可以更容易地离子化,如果它被与氨基酸色氨酸混合,并用266纳米的脉冲激光照射。吸收激光能量的色氨酸能帮助非吸收性的丙氨酸被离子化。当与这种“基质”混合,高达2843Da溶血肽英语Melittin多肽都可以被离子化。真正突破大分子量蛋白質的電離技術則是在1985年初,由在岛津制作所工作的田中耕一和他的同事使用被他们称为“超细金属加液体基质方法”,以混合30纳米颗粒在甘油中,并用337纳米的激光進行电离[3]。使用这种激光和基质组合,田中耕一能够电离高达34472Da的蛋白羧-A分子,而此方法後來被稱為軟雷射脫附法(Soft Laser Desorption,簡稱SLD)。2002年,约翰·贝内特·芬恩田中耕一因各自開發出ESI與SLD方法,而共享一半的諾貝爾化學獎[4]。随后,卡拉斯和希伦坎普使用尼克酸(nicotinic acid)基质和一个266纳米的激光能够电离67 kDa蛋白质白蛋白(albumin).[5]。进一步改进是通过使用355纳米的激光肉桂酸衍生物阿魏酸咖啡酸芥子酸英语Sinapinic acid作为基质实现。由于337纳米波长运行的小型和相对廉价的氮激光出现,在1990年代初期推出的第一款商业仪器把MALDI仪器带给了越来越多的研究人员[6]。今天,大部分被用于MALDI质谱分析的基质都是有机化合物。

参考资料[编辑]

  1. ^ Karas, Michael; Krger, Ralf. Ion Formation in MALDI: The Cluster Ionization Mechanism. Chemical Reviews. 2003, 103 (2): 427440. doi:10.1021/cr010376a. ISSN 0009-2665. 
  2. ^ Karas, M.; Bachmann, D.; Hillenkamp, F. Influence of the Wavelength in High-Irradiance Ultraviolet Laser Desorption Mass Spectrometry of Organic Molecules. Analytical Chemistry. 1985, 57 (14): 2935–9. doi:10.1021/ac00291a042. 
  3. ^ Tanaka, K.; Waki, H.; Ido, Y.; Akita, S.; Yoshida, Y.; Yoshida, T.; Matsuo, T. Protein and Polymer Analyses up to m/z 100 000 by Laser Ionization Time-of flight Mass Spectrometry. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 1988, 2 (20): 151–3. doi:10.1002/rcm.1290020802. 
  4. ^ Markides, K.; Gräslund, A. Advanced information on the Nobel Prize in Chemistry 2002 (PDF). The Royal Swedish Academy of Sciences: 1–13. 9 October 2002 [2013-08-28]. 
  5. ^ Karas, M.; Hillenkamp, F. Laser desorption ionization of proteins with molecular masses exceeding 10,000 daltons. Analytical Chemistry. 1988, 60 (20): 2299–301. doi:10.1021/ac00171a028. PMID 3239801. 
  6. ^ Karas, M.; Bahr, U. Laser Desorption Ionization Mass Spectrometry of Large Biomolecules. Trends in Analytical Chemistry. 1990, 9 (10): 321–5. doi:10.1016/0165-9936(90)85065-F. 

参看[编辑]

外部链接[编辑]