质谱分析

一种测量离子质荷比的分析技术。其目的是通过测量气相离子的质荷比和丰度来确定样品中存在的化学物质的数量和类型。

需要质谱分析的工作流程:

  • 蛋白质鉴定和表征:确定蛋白质的一级结构和翻译后修饰。
  • 定量蛋白质组学:测量不同样本之间蛋白质表达水平的变化。
  • 小分子分析:包括药物代谢研究、残留分析、环境污染物检测。

进行质谱分析的方法:


MALDI-TOF(基质辅助激光解吸/电离--飞行时间质谱,Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization – Time of Flight)

MALDI-TOF 是一种 “软电离 ”技术,非常适合分析蛋白质和肽等大型生物分子,而不会造成碎裂。通过将样品与基质混合并使用激光脉冲,它可以使样品离子化。它的主要优势在于能够快速分析大分子,因此在蛋白质组学和微生物鉴定方面特别有用。

电喷雾电离(Electrospray Ionization, ESI)

ESI 的工作原理是将样品溶液通过高压针,产生带电液滴,从而产生离子。它的多功能性非常突出,可以电离从小分子到大蛋白质的各种化合物。ESI 与液相色谱法(LC)兼容,可实现无缝分离和后续 MS 分析,是代谢组学和脂质组学的首选。

串联质谱法(Tandem Mass Spectrometry, MS/MS)

MS/MS 分为两个阶段,首先分离离子,然后对选定的离子进行碎片化,最后对碎片进行分析。其优势在于提供详细的结构信息,尤其是肽的结构信息。通过瞄准特定离子并监测其碎片,MS/MS 提供了无与伦比的特异性和精确性,使其在蛋白质组学和精确定量分析方面具有无可估量的价值。

质谱样品制备

为质谱分析准备生物样本的过程。这包括从复杂混合物中提取、纯化和浓缩相关分子。其主要目的是确保样品的形态适合质谱分析,不含可能干扰质谱读数的污染物,并且浓度足以被检测到。

如何实现质谱样品制备过程的自动化:

  • 移液工作站:这些工作站可以自动进行移液,减少人为错误并提高通量。
  • 自动化SPE系统: 无需人工干预即可处理提取和净化步骤。
  • 整合系统: 一些系统可以集成样品制备过程中从提取到净化到浓缩的多个步骤。

质谱样品制备从未如此简单

OT-2是一款台式液体处理器,设计易于使用,足够灵活,可以自动化许多常见应用。

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质谱仪样品制备自动化比手动移液的优势:

  1. 一致性和可重复性: 自动化减少了人为错误带来的可变性。
  2. 吞吐量更高: 自动化系统可同时处理多个样品,提高效率。
  3. 降低污染风险: 减少人工处理意味着减少引入污染物的机会。
  4. 节省时间: 自动化可让研究人员专注于数据分析和解释,而不是重复性的样品制备任务。

资源聚焦

Opentrons 可帮助您通过 OT-2和Opentrons Flex的开源协议实现质谱样品制备自动化

质谱联用技术


气相色谱-质谱法(Gas Chromatography-Mass Spectrometry, GC-MS)

气相色谱-质谱仪专门分析挥发性和热稳定性化合物。它融合了气相色谱法的分离能力和质谱法的鉴定能力,通常用于法医、环境监测和风味分析。它的优势在于利用完善的库对有机化合物进行精确鉴定。     

液相色谱-质谱法(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS)

液相色谱-质谱法将质谱法的适用范围扩展到热敏性和非挥发性化合物。通过将液相色谱的广泛分离能力与详细的质谱分析相结合,液相色谱-质谱法在蛋白质组学、药物开发和代谢物分析中变得非常有价值。它能够处理更大、更多样的分子,弥补了 GC-MS 的不足。

GC-MS LC-MS
概述 气相色谱与质谱联用 液相色谱与质谱联用
样品类型 挥发性和热稳定化合物 非挥发性和热不稳定化合物
电离技术 电子轰击电离(EI)、化学电离(CI) 电喷雾电离(ESI)、大气压化学电离(APCI)
应用 法医学、环境监测、药物检测、风味分析 蛋白质组学、药物开发、代谢产物分析
复杂性与维护 中等;维护主要集中在柱子和质谱的条件上 较高;可能出现柱子堵塞和污染
分辨率 高(取决于柱子和仪器) 高(取决于柱子和仪器)
典型用途 药物检测、环境污染物、代谢组学 生物分子、肽类、药物、大型有机分子
检测器灵敏度 对挥发性化合物灵敏度高 灵敏度高,尤其是现代检测器,适用于更广泛的化合物
优点 对各种挥发性有机化合物有效,方法成熟且具有完善的数据库 适用范围广,可以处理较大和更多样的化合物
局限性 仅限于挥发性和热稳定化合物,电离时可能产生碎片化使光谱复杂化 由于多步骤操作,可能导致样品损失或降解,灵敏度可能受基质效应影响

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