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江南煙雨斷橋殤 2024-10-27 賽默飛耗材 945 次瀏覽 0個評論
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質譜法(Mass Spectrometry, MS)作為一種強大的分析技術,廣泛應用于化學、生物學、醫學等多個領域,它通過測量樣品中離子的質荷比(m/z)來進行定性和定量分析,本文將詳細介紹質譜實驗的基本步驟,幫助讀者理解質譜實驗的全過程。

實驗準備與安全檢查

在進行質譜實驗之前,首先要確保實驗室區域的安全性,實驗人員應穿戴適當的個人防護設備,包括實驗室衣物、手套和護目鏡,熟悉質譜儀器的操作手冊和維護要求也是必不可少的。

樣品準備

樣品準備是質譜實驗的第一步,其質量直接影響到后續的分析結果,根據實驗目的和樣品性質,樣品可能需要經過溶解、提取、純化等處理步驟。

1、蛋白質樣品準備:對于蛋白質樣品,通常需要從生物樣本中提取蛋白質,并通過離心、過濾或色譜等方法進行純化,純化后的蛋白質通常使用胰蛋白酶進行酶解,將其切割成較小的肽段,以便于質譜分析。

2、小分子化合物樣品準備:對于小分子化合物,如青霉素鈉,需要將其溶解在適當的溶劑中,如乙腈。

選擇離子源與設置質譜分析模式

離子源的選擇和質譜分析模式的設置是質譜實驗的關鍵步驟。

1、離子源選擇:根據樣品性質選擇合適的離子源,常用的離子源包括電噴霧離子源(ESI)、基質輔助激光解吸電離(MALDI)和化學離子源(CI)等,ESI適用于極性小分子和蛋白質樣品,而MALDI則常用于蛋白質和多肽的分析。

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2、質譜分析模式設置:質譜分析模式包括全掃描模式、選擇離子監測模式(SIM)和串聯質譜(MS/MS)等,全掃描模式用于初步了解樣品的組成,而SIM模式則用于對特定離子進行定量分析,MS/MS模式則用于獲取更詳細的結構信息。

啟動離子源與樣品進樣

啟動離子源并等待其穩定后,將樣品注入質譜儀,樣品進樣通常通過液相色譜(LC-MS)或氣相色譜(GC-MS)進行。

1、液相色譜串聯質譜(LC-MS/MS):對于復雜混合物,如蛋白質樣品,通常使用液相色譜進行分離,然后通過質譜儀進行分析,LC-MS/MS結合了液相色譜的高分離能力和質譜的高靈敏度,適用于蛋白質組學和代謝組學研究。

2、氣相色譜串聯質譜(GC-MS):對于揮發性小分子化合物,如三氯乙烯,通常使用氣相色譜進行分離和檢測,GC-MS結合了氣相色譜的分離能力和質譜的定性能力,適用于環境污染物分析和藥物代謝研究。

數據采集與質譜圖譜解讀

啟動質譜分析后,實時采集質譜數據,包括質譜圖譜和相對豐度,質譜圖譜的解讀是質譜實驗的核心步驟之一。

1、質譜圖譜解讀:利用質譜軟件對質譜圖進行解析,識別質子峰或分子離子峰,對于蛋白質樣品,還需要進行碎片分析,推測化合物的結構。

2、數據庫檢索與蛋白質鑒定:對于蛋白質樣品,將實驗數據與蛋白質數據庫中的理論質譜圖進行匹配,以識別樣品中的蛋白質組成,常用的數據庫檢索軟件包括Mascot、SEQUEST和MaxQuant等。

定性與定量分析

根據質譜數據,進行定性和定量分析。

1、定性分析:通過比對質譜圖譜和數據庫中的理論質譜圖,確定樣品中存在的化合物。

2、定量分析:利用標準曲線或內外標法進行目標化合物的定量分析,對于蛋白質樣品,還可以通過同位素標記、標記自由定量(如TMT、iTRAQ或SILAC)或標記自由方法(如SWATH)進行定量分析。

數據保存與報告編制

將獲得的質譜數據保存到計算機或數據存儲介質上,并根據分析結果編制報告,報告應包括質譜圖、分析結論和實驗條件等信息。

儀器清洗與維護

在完成質譜分析后,停止質譜儀的運行,并根據儀器要求進行儀器的清洗和維護,這包括清洗離子源、質譜分析器和進樣系統等部件,以確保儀器的長期穩定運行。

質譜實驗步驟繁瑣而復雜,但每一步都至關重要,通過精心準備樣品、選擇合適的離子源和分析模式、準確采集和分析數據,可以獲得可靠的分析結果,質譜技術以其高靈敏度、高分辨率和高通量等優點,在生命科學、環境科學和材料科學等領域發揮著不可替代的作用,希望本文能為讀者提供有價值的參考和指導。

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