两种功不可没的软电离离子化技术

        生物质谱的迅猛发展主要得益于软电离离子化技术的发明与应用,即基质辅助激光解吸电离 (matrix-assisted laser desorption/ionization,MALDI)和电喷雾电离(Electrospray ionization, ESI)。2002年诺贝尔化学奖授予日本的田中耕一和美国的芬恩(John Fenn),以表彰他们分别在发展MALDI和ESI技术方面做出的杰出贡献,这也表明了这两种质谱软电离手段在生物大分子分析中的无可替代的巨大作用。 
        MALDI离子化技术,是将待测样品与含有在特定波长下吸光的发光团的化学基质(matrix)混合, 此混合物随即滴于一平板或载玻片上进行挥发,样品混合物残余水份和溶剂的挥发使样品整合于格状晶 体中,样品然后置于激光离子发生器(laser source)。激光作用于样品混合物,使化学基质吸收光子而被激活。此激活产生的能量作用于多肽,使之由固态样品混合物变成气态。由于多肽分子倾向于吸收单一光子,故多肽离子带单一电荷MALDI适于分析简单的肽混合物而液相色谱与ESI-MS的联用(LC-MS) 适合复杂样品的分析。 

        图1. MALDI电离原理示意简图 

        图2. MALDI/TOF质谱得到的IgG质谱图 

       电喷雾电离技术(ESI)是在溶液中完成电离过程,而且多肽离子易带有多个电荷,由高效液相层析等方法分离的液体多肽混合物,流经高电压的毛细管。当样本由毛细管射出时,喷射成雾状的细小液 滴,这些细小液滴进一步去溶剂后产生离子而实现离子化,所以ESI方式产生的蛋白和多肽离子多保留该离子在溶液中的状态,易带多个电荷。 

        图3. MALDI电离原理示意简图 

        图4. ESI/MS得到的胰蛋白酶质谱图