磁性颗粒在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析多肽类物质中的应用北大核心CSCD

制备了由SmFeN磁性颗粒(MPs)和芥子酸(SA)组成的复合基质,并应用于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法(MALDI-TOF-MS)分析典型的低分子多肽类物质,使分析物相关的质谱峰明显增强。试验确定复合基质中SA和MPs的质量比的最佳值为4∶0.5,此时,[Sub P+Na]^+的信号强度增加了约40倍。同时,采用紫外-可见漫反射光谱法对复合基质的工作机理作了初步探讨。     

基质与分析物的摩尔比和激光能量对分析物离子信号的影响

A method of aerosol introduction for matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) is described. The aerosol particles containing matrix and analyte enter directly into the aerosol time-of-flight mass spectrometer (ATOFMS) at atmospheric pressure. The scattered light signals from the aerosol particles are collected by a photomultiplier tube (PMT) and are passed on to an external electronic timing circuit, which determines particle size and is used to trigger a 266 nm pulsed Nd:YAG laser. The aerosol MALDI mass spectra and aerodynamic diameter of single particles can be obtained in real-time. Compared with other methods of liquid sample introduction, this method realizes detection of single particles and, more importantly, the sample consumption is lower. The effects of matrix-to-analyte ratio and laser pulse energy on analyte ion yield are examined. The optimal matrix-to-analyte ratio and laser energy are 50-110:1 and 200-400 μJ respectively.     

MALDI质谱技术在酶活性分析中的应用

酶作为生物催化剂参与很多重要的生理过程,同时也是一类重要的生物分子。酶的活性分析对于疾病诊断和治疗具有重要意义。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)具有操作简单、分析速度快、灵敏度高和易于实现高通量分析的特点,已被广泛用于各种组学研究和生物分子的检测,在酶的检测和活性分析中亦发挥了重要作用。该文综述了国内外利用MALDI-TOF MS分析酶活性和进行药物筛选的策略,总结了各种方法的优缺点,提出了MALDI质谱技术在酶活性分析领域存在的问题和挑战,并对其发展前景进行了展望。     

激光解吸电离质谱新型液相基质研究

选用包括纳米粒子在内的多种基质化合物,构成了多种不同组成的液相基质.以多肽、蛋白、大环寡糖和有机小分子等数种类型化合物为样品,系统地考察了不同液相基质在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)分析中的应用情况,探讨了与固体制样方法的异同点.实验结果表明,有些液相基质对多类化合物具有较好的通用性,而有些液相基质对某些特定类型化合物的分析特别有效.     

ZnO、CuO和NiO纳米颗粒在基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱分析小分子化合物中的应用

考察了过渡金属氧化物ZnO纳米颗粒直接作为无机基质,应用于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱( MALDI-TOF-MS)法分析糖类、硬脂酸小分子物质的效果;同时以L-精氨酸为目标分析物,初步探讨了CuO和NiO两种纳米颗粒直接作为无机基质,对L-精氨酸选择性离子化的可行性。实验中,将待分析物与纳米颗粒悬浮液直接混合于样品板上,自然蒸干溶剂形成结晶状,采用337 nm波长的紫外激光辐照激发,在反射模式的TOF-MS条件下检测分析。结果表明, ZnO纳米颗粒作为一种半导体材料,具有较强的紫外吸收,可直接作为无机基质,能够避免使用传统基质带来的干扰,简化质谱图,尤其在负离子模式下能够提高硬脂酸离子化的峰强度。此外,通过比较CuO和NiO纳米颗粒对于L-精氨酸分析检测结果的差异性,初步实现了Cu+对L-精氨酸的选择性检出。     

壳聚糖的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析

利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析甲壳素脱乙酰化降解产物——壳聚糖,对基质、制样方法等影响MALDI-TOF-MS测定结果的因素进行了研究。实验发现,以2,5-二羟基苯甲酸(DHB)为基质,二次结晶法制样分析壳聚糖,既获得了壳聚糖的分子量信息,又可以推断壳聚糖的脱乙酰度,对壳聚糖的制备及其质量与性能控制有着十分重要的指导意义。     

基质辅助激光解析电离质谱用于多肽和蛋白质亚硝基化修饰研究

亚硝基阴离子是生物体内重要的生物调控小分子,广泛分布于生物体的血液和组织中,能使蛋白质发生硝基化和亚硝基化修饰,并且调控生物体的多种生理过程.本研究应用高灵敏度的基质辅助激光解析电离-飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-MS)技术,以合成的标准肽段和肌红蛋白为模型系统.研究了蛋白质和多肽主链N端氨基与赖氨酸侧链氨基对HNO2反应的敏感性,并考察了反应体系和不同的反应时间对HNO2与多肽的反应完全程度的影响.结果表明,HNO2能与肽段N端的伯氨基发生重氮化反应,形成的叠氮化中间产物不稳定,放出氮气形成碳正离子,碳正离子可进一步发生取代或消除反应.发生取代反应,水溶液中的羟基取代N-末端氨基形成M+1产物,既使得产物比原肽段分子量多1 Da;发生消除反应,脱掉1分子的氨,又生成M-17烯烃衍生物,从而使产物比原肽段分子量少17 Da.当采用1 mol/L乙酸和1 mol/L的亚硝酸钠作为反应体系时,反应5 min, 肽段的N端氨基即可完全与HNO2反应生成羟基取代产物和烯烃衍生物.而在上述条件下,未发现赖氨酸侧链氨基与HNO2反应,说明HNO2主要与肽段和蛋白的N端氨基发生反应.     

微量样本中N-糖组分析技术的发展与应用

针对糖组学分析面临的初始样本量需求较高的技术挑战,该研究发展了一种微量样本N-糖链制备技术(GPAT),通过在移液枪头(Tip)中分别装填C_(18)和HILIC填料,实现了一站式原位蛋白消化、N-糖链释放和富集。与目前普遍采用的基于过滤辅助样品制备(FASP)技术的N-糖组分析策略相比,使用GPAT技术可以实现微量免疫球蛋白G(IgG)和人肝癌HepG2细胞提取蛋白的原位N-糖链的释放和富集,样本起始量减少90%,可以从10μg IgG和10μg的HepG2细胞蛋白中分别检测到20条和39条N-糖链。从6例健康人(3例男性,3例女性)尿液中提取的10μg尿蛋白中检测到49条N-糖链。该方法实现了微量复杂蛋白样本N-糖链简便、快速的定量分析策略,为进一步的糖组学方法推广应用奠定了基础。     

香豆素类新基质在基质辅助激光解吸／电离飞行时间质谱测定多糖和糖蛋白中的应用

将几种香豆素类新基质(香豆素、3-羟基香豆素(3-HC)、3-氨基香豆素(3-AC)、3-羧基香豆素(3-CC)和4-甲基-7-羟基香豆素(4-M-7-HC))分别应用于基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI TOF-MS)测定葡聚糖和3种糖蛋白的研究.香豆素和3-羟基香豆素分别与2,5-二羟基苯甲酸(DHB)混合组成2种二元基质,极大地改善了基质和葡聚糖样品的共结晶状况,样品分布更加均匀.葡聚糖样品更易解吸/电离,每个激光点照射样品均能产生较强的质谱信号,且谱图重现性更好,得到了理想的MALDI TOF-MS谱图.当香豆素类基质用于分析糖蛋白时:3-HC和4-M-7-HC是测定糖蛋白A的优异基质,能检测到m/z 为66 672 Da 的离子信号.而3-AC测定糖蛋白B的基质效果比糖类分析常用基质2,5-二羟基苯甲酸更好.因此,这些香豆素类化合物将为MALDI TOF-MS分析多糖和糖蛋白提供更多新基质选择.     

延时提取正交发射MALDI技术研究

An orthogonal injection (OI) home-made reflectror type time-of-flight (TOF) mass spectrometer has been constructed with a matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) source. Ions generated by MALDI are measured using a pulsed voltage delayed extraction method. The laser used is a frequency quadrupled Nd:YAG laser with output at wavelength of 266 nm, the matrix used here is 2,5-dihydroxybenzonic acid (DHB), and the analytes are Malachite green and peptides. Measurements of resolving power and statistical evaluation of the mass accuracy are reported here. The results indicate that resolving power in the range of 3400 to 4000 (full width at half maximum), the average error of the mass accuracy is below 0.0075%, A perfectly linear (m/z)1/2 versus t plot is found. Finally, the initial velocity distribution of analyte and matrix ions in the range of 400~1000 m/s is measured.     

固定化金属离子亲和色谱法纯化猪铜锌超氧化物歧化酶

以Ｃｕ~（２＋）－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ固定化金属离子亲和色谱法纯化猪铜锌超氧化物歧化酶,考察了不同的洗脱缓冲溶液及其ｐＨ对纯化效率的影响,显示了方法的有效性。     

亲和标记-基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱用于蛋白质相对定量方法的研究

将亲和标记技术和基质辅助激光解吸电离飞行时间串联质谱联用,建立了蛋白质相对定量方法,以牛血清白蛋白为实验对象,考察了该方法的准确度、重现性等指标;又以数种标准蛋白混合物为研究对象,考察了该方法的动态范围及相应的标准偏差,为实际生物样品中差异蛋白质分析奠定了基础。     

螯合亲和色谱法分离转铁蛋白的4种分子形式

在ＴＳＫｇｅｌ－Ｃｈｅｌａｔｅ－５ＰＷ柱上用固定Ｃｕ２~（２＋）离子的螯合亲和色谱法（ＨＰ－ＩＭＡＣ）研究了Ｆｅ（Ⅲ）同去铁转铁蛋白的结合,讨论了所固定的几种金属离子对保留时间和柱寿命的影响;在生理ｐＨ条件下分离出了非饱和铁转铁蛋白的４种分子形式：ＦｅＮＴｆ,ＴｆＦｅｃ,ＦｅＮＴｆＦｅｃ（或Ｆｅ２Ｔｆ）和Ａｐｏ－Ｔｆ。     

壳聚糖-硅基凝胶微球作为固定化金属螯合亲和色谱基质的研究

采用溶胶凝胶及微乳液技术制备了以壳聚糖-硅基杂化材料为骨架并带有金属离子螯合官能团的球形基质(CSHB),并对该基质的制备条件及结构形貌进行了研究与表征。实验表明,当微乳液反应体系的组分为:100mL壳聚糖溶液(2%m/V)、100mL Span乳化剂、250mL环己烷、13.3mL四乙氧基硅烷(TEOS)、1.33mL 3-缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷(GPTMS)和亚氨基二乙酸(IDA)0.802g时,可获得粒径均匀,刚性较好的微球。红外光谱证明了该基质是一种多组分的杂合材料,差热分析数据表明该杂合材料的热稳定性随反应体系中GPTMS的含量增加而增大。CSHB通过动态吸附金属离子Cu2 与Ni2 后,可对金属螯合蛋白产生配位吸附作用。Cu2 -CSHB柱对牛血清蛋白(BSA)具良好的可逆吸附能力,蛋白能被咪唑等金属离子螯合剂洗脱,回收率达76.6%。BSA在CSHB柱上的吸附率只有4.7%,表明CSHB对蛋白的非特异吸附较低。Ni2 -CSHB柱对过氧化氢酶(CAT)也显示出初步的纯化效果,一步纯化倍数为2.43倍。该基质有望用于具有组氨酸纯化标签的基因工程表达蛋白的分离与纯化。     

金属螯合亲和色谱中固定金属与蛋白质的作用

在不同PHNaCl的磷酸缓冲体系，比较了牛血清蛋白（BSA）、核糖核酸酶（RNase)、细色素C（Cyt-C)和溶菌酶（Lys)在IDA裸柱和一些金属螯合柱上的保留特性，考察了固定金属对蛋白质保留行为的影响，指出蛋白质在强结合IDA－Cu柱上的保留主要受固定金属和蛋白质间配位作用支配，在弱亲和的IDA－Ni,IDA-Co和IDA－Zn柱上的保留主要受静电作用控制，配位作用为辅，讨论了金属螯合亲和色谱中影响蛋白质和金属配位的主要因素，金属离子的电荷和半径，配位原子对中心离子外层d轨道的影响，以及蛋白质表面配位的组氨酸数目，离解常数和取向，影响金属螯合配体和蛋白质静电作用的主要因素为溶液的PH和蛋白质的等电点pI.     

Effects of Immobilized Metal Ion on Retention Behaviors of Proteins in Metal Chelate Affinity Chromatography

The chromatographic behaviors of proteins on iminodiacetic acid (IDA) column with and without immobilized metal ion were examined in detail. Comparing the effects of pI, solution pH, and salt concentration on retention of proteins in cation‐exchange chromatography (CEC) and metal chelate affinity chromatography (MCAC), the retention mechanism of proteins was investigated in MCAC. By aid of observing the retention characteristics of proteins on naked IDA and metal chelate columns in high concentration salt‐out salt solution, the hydrophobic interaction in MCAC and the influence of metal ion on it were proved. In terms of the comparison of the thermodynamics of proteins in CEC and MCAC, the thermostability, the conformational change entropy Δ(ΔS⁰) and enthalpy Δ(ΔH⁰), compensation temperature β, the driving force and caloritic effect of proteins in MCAC were discussed. The identity of retention mechanism at protein thermal denaturation in CEC and MCAC was demonstrated by using the compensation relationship between ΔH⁰ and ΔS⁰.     

聚芳醚砜环状低聚物的基质辅助激光解吸电离质谱分析

采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术分别对两种合成的聚芳醚砜环状低聚物进行了分析研究，并讨论了低聚物中不同聚合度离子组份的分布规律。     

固定金属离子亲和色谱--蛋白质分离的方法、原理、特性和应用

介绍了固定金属离子亲和色谱法(IMAC)的方法原理、金属螯合柱的制备、固定金属离子与蛋白质的相互作用以及影响这些作用的因素、不同色谱条件下各种作用力对蛋白质保留值的贡献、蛋白质的洗脱原理和IMAC在蛋白质分离纯化中的应用,论述了IMAC的特点、不足、克服的方法和今后应解决的问题。     

Adsorption Equilibrium and Kinetics of Egg-White Proteins on Immobilized Metal Ion Affinity Gels for Designing Fractionation

Designing an Immobilized Metal ion Affinity (IMA) chromatographic process on large scale demands a thorough understanding to be developed regarding the adsorption behaviour of proteins on metal loaded IMA (IMA-M(II)) gels and the characteristic adsorption parameters to be evaluated. This research investigation illustrates the significance of these aspects for the proposed fractionation of chicken egg-white proteins on these gels. Consequently, a systematic investigation of the adsorption characteristics of three chicken egg-white proteins viz., ovalbumin, conalbumin and lysozyme on Cu(II) and Ni(II) loaded IMA gels, iminodiacetate (IDA) and tris(2-aminoethyl)amine (TREN), has been undertaken. These gels differ in their selectivity towards the proteins of interest under the identical sets of experimental conditions. While TREN-Ni(II) was selective only for lysozyme, IDA-Cu(II), IDA-Ni(II) and TREN-Cu(II) showed varying affinities for all the three proteins. The equilibrium and kinetic data were analysed using various theoretical models and adsorption parameters were quantified. On the basis of these investigations, various strategies have been proposed for the efficient large-scale fractionation of chicken egg-white proteins on these gels.