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MALDI-TOF技術(shù)簡介

質(zhì)譜技術(shù)從20世紀初發(fā)展到現(xiàn)在，先后有多位與此相關(guān)的科學(xué)家獲得諾貝爾獎。離我們最近的一次，是 2002 年島津制作所資深工程師田中耕一和美國科學(xué)家 Fenn，因為“開發(fā)了用于生物大分子質(zhì)譜分析的軟解吸電離方法”共同獲得諾貝爾化學(xué)獎。

《中國藥典》0431質(zhì)譜法收載了該項技術(shù)，提到該技術(shù)原理是將溶于適宜基質(zhì)中的樣品涂布于金屬靶上，經(jīng)高強度紫外或紅外脈沖激光照射后，實現(xiàn)待測成分的離子化?？捎糜诜肿淤|(zhì)量在 100000 Da 以上的生物大分子分析，適宜與飛行時間質(zhì)量分析器結(jié)合使用。在2023年修訂公示稿中增加“電子轟擊離子源、電噴霧離子源和基質(zhì)輔助激光解吸離子源等是最常用的離子源”的表述。

當今被廣泛采用的 MALDI-TOF實際上是兩個核心技術(shù)的結(jié)合，即基質(zhì)輔助激光解吸電離與飛行時間離子分離技術(shù)。MALDI-TOF有線性和反射兩種常見的工作模式。

線性模式

線性模式檢測范圍廣，理論上可檢測1 Da-500kDa分子量范圍的樣品，適合于高分子量樣品如蛋白、抗體、高聚物等。

反射模式飛行距離長，分辨率高于線性模式，可檢測單同位素峰，但通常適用于分子量小于5 kDa的樣品，如酶切后的肽段、小分子化合物、低分子聚合物等。

MALDI-TOF-MS具有速度快、靈敏度高、準確度高及分辨率高等特點。

島津MALDI-TOF產(chǎn)品線

MALDI全家福

MALDI-TOF 在動物類中藥摻偽鑒別、多糖寡糖分析、分子量測定、多肽合成監(jiān)控、蛋白質(zhì)鑒定、聚合物分析、質(zhì)譜成像、核酸分析、微生物快速鑒定、疫苗分析等藥物分析各個研究領(lǐng)域均有良好的應(yīng)用。

基于MALDI-TOF MS肽指紋圖譜技術(shù)的中藥鹿血晶摻偽鑒別研究

6個物種的MALDI-TOF MS肽指紋圖譜

對梅花鹿、馬鹿、豬、牛、羊、驢等6個物種各10批次樣品進行制備，建立各物種的MALDI-TOF MS肽指紋圖譜，可以清楚看到特征肽在不同物種指紋圖譜中有清晰的體現(xiàn)。

以6條特征肽段為變量，利用6個物種樣品MALDI-TOF MS指紋圖譜數(shù)據(jù)進行主成分分析（PCA），鹿血晶的真品梅花鹿和馬鹿與摻偽樣品豬、牛、羊、驢之間有明顯的聚類趨勢，進一步對數(shù)據(jù)進行層次聚類分析（HCA），不同物種的血晶樣本被成功分為5類，進一步驗證了PCA結(jié)果的可靠性。

引自：王慎興,曹玲,黃青,等.基于MALDI-TOF MS肽指紋圖譜技術(shù)的中藥鹿血晶摻偽鑒別研究[J/OL].質(zhì)譜學(xué)報:1-9[2024-07-08].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2979.th.20240703.1056.002.html.

MALDI-TOF Resonance 分析中藥材北沙參中多糖降解得到的寡糖

北沙參中提取到的寡糖質(zhì)譜圖如圖可見，北沙參中提取的糖經(jīng)降解后得到-系列的寡糖，且相鄰寡糖都相差一個六碳糖的殘基質(zhì)量數(shù),即 162,如圖中的m/z 1013.33.1175.38 和 1337.44，這說明北沙參多糖降解時，降解下來相同的糖單元。在各主峰旁都有個與其分子量相差 16 Da的次峰(m/z1013.33和 1029.30、m/z1175.38和 1191.36)，這正好是 Na 和 K的質(zhì)量數(shù)差。這是因為糖并不像蛋白質(zhì)那樣容易質(zhì)子化，所以它極易與樣品或基體中的 Na+、K+形成加合物，在質(zhì)譜圖中形成一對分子量相差 16 Da 的峰。糖的這一性質(zhì)成為判定其分子量的重要依據(jù)。

臺式MALDI-8030用于司美格魯肽的快速合成質(zhì)控

多肽藥物的合成方法包括通過動植物中提取、化學(xué)合成和基因重組三種，其中化學(xué)合成占比在90%以上。對合成的多肽藥物進行分子量及雜質(zhì)的確認，是藥物質(zhì)量控制的必要環(huán)節(jié)。島津應(yīng)用臺式MALDI-TOF 質(zhì)譜儀 MALDI-8030 對某種按照半重組制備法生產(chǎn)的在研司美格魯肽合成中間體及制劑進行分子量及雜質(zhì)進行快速確認的例子，可作為多肽藥物合成快速質(zhì)控的參考。

Performance 檢測多西他賽注射劑中的藥用輔料吐溫 80

樣品一級質(zhì)譜圖(m/z 10-10000);插圖:局部放大圖(m/z500-2800)

吐溫80，又稱聚山架酯-80，是一種藥用輔料，經(jīng)常用作注射液及口服液的增溶劑或乳化劑，以地蔥酚(Dithranol)為基質(zhì)，應(yīng)用AXIMA-Performance分析了藥用輔料吐溫80的分子量分布及單體信息。樣品的質(zhì)譜檢測結(jié)果如圖所示，在 m/z 500-2800 Da 檢測到三個不同的聚合物正態(tài)分布的離子峰系列。分別與吐溫80的理論分子式、吐溫80失去一分子H2O的理論分子式，吐溫 80 得到一分子 H2O的理論分子式相符合,可作為聚合物樣品分析時的參考。

MALDI-8030 分析寡核苷酸序列

使用 MALDI-8030 對兩個寡核苷酸進行了負離子模式源內(nèi)裂解(ISD)分析。MALDI-8030 從 MS 測量到ISD 模式，只需要簡單地增加激光能量，快速且容易。在質(zhì)譜圖中幾平可以找到寡核苷酸序列產(chǎn)生的所有 w 離子。只有對應(yīng)于從 3'端開始的第一個或第二個單元的 w離子由于與基質(zhì)產(chǎn)生的信號重疊而不能被歸屬。在 S-Oligo 的分析中，除了兩個5'端單元外，幾乎檢測到了一系列完整的a離子。而在 LNA-Oligo 的分析中，檢測到的a離子完全來自內(nèi)部序列，說明在這種情況下，這些a離子信息可以補充w離子所提供的序列信息。

MALDI-TOF iDPlus Performance 鑒定耐藥菌品種

《中國藥典》0431質(zhì)譜法公示稿增加質(zhì)譜法還可用于細菌、真菌分類與鑒定應(yīng)用描述。

利用島津基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜 MALDI-TOF 結(jié)合 SARAMIS 數(shù)據(jù)庫進行常見耐藥菌品種鑒定。通過簡單的樣品前處理，成功鑒定大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等耐藥菌株，結(jié)果與預(yù)期相符。分析過程具有全自動高通量、分析成本低、速度快、結(jié)果準確可靠的特點。

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