MALDI_TOF_MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)培训预习提纲

【MALDI-TOF MS】（基质辅助激光解吸

电离飞行时间质谱）培训预习提纲

一仪器概况

仪器名称：基质辅助激光解析电离－飞行时间质谱仪

Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrometer

MALDI-TOF

公司：美国应用生物系统

Applied Biosystem

型号：Voyager DE－STR

特点：DE Delayed Extraction 延迟引出

PSD：Post Source Decay 源后裂解

技术指标：

Mass Accuracy

Linear Mode, External Calibration:

≤±0.05% for angiotensin [1,296.6853] and myoglobin [16,952.5].

?Reflector Mode, External Calibration:

≤±0.008% for ACTH 18-39 [m/z 2,565.1989].

≤±0.005% for E.coli thioredoxin [m/z 1,1674.4] ±0.005% for ACTH 18-39

Mass Resolution:

?Reflector Resolution:

≥20,000 for insulin (m/z 5,734).

≥12,000 for ACTH clips.

?Linear Resolution:

≥3,000 angiotensin.

≥3,500 for ACTH 18-39 [m/z 2,465.1989].

≥1,000 for myoglobin (m/z 16,952).

≥100 for BSA (m/z 66,431).

Sensitivity:

?Routine detection of 5 fmol of neurotensin with a signal to

noise ration (S/N) ＞80:1.

Post-Source Decay Mass Accuracy:

?≤0.2 with default calibration.

应用：MALDI-TOF仪器作为一种可以确定大分子精确分子量的工具，可以对纳米材料、生物材料，高分子聚合物等的分子量及聚合度进行测定及碎片结构定性，有机合成反应的质量评价，蛋白质、多肽、核酸、寡糖等生物分子的分子质量测定, 蛋白质、多肽

酶解产物肽图谱测定, 蛋白质、多肽的氨基酸顺序分析。

二原理

1. 质谱仪分类

2一般质谱仪结构

a．离子源Ion Source

电子电离源（Electron Ionization，EI）

化学电离源（Chemical Ionization，CI）

快原子轰击源（Fast Atom Bombardment，FAB）

电喷雾源（Electron Spray Ionization，ESI）

大气压化学电离源（Atmospheric Pressure Chemical Ionization，APCI）

激光解析源（Laser Desorption，LD）

b．质量分析器Mass Analyzer

双聚焦分析器（Double Focusing Analyzer）

四极杆分析器（Quadruple Analyzer）

飞行时间质量分析器（Time Of Flight Analyzer）

离子阱质量分析器（Ion Trap Analyzer）

傅利叶变换离子回旋共振分析器（Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Analyzer）

c．检测器Detector

d．真空系统Vacuum System

3 MALDI－TOF原理

a．MALDI——Matrix Assisted Laser Desorption Ionization 基质辅助激光解析电离

基质对分析物起着溶剂的作用，并且把分析物分子彼此分离开，从而减少了分子间的很强的相互作用力，使分析物簇群形成的可能性减至最小；当激光脉冲照射时，由于基质浓度远高于分析物浓度，确保激光能量大部分被基质吸收而最小限度地照射分析物。

基质分子吸收的能量转变成固体混合物内基质的电子激发能，瞬间使其由固态转变成气态，形成基质离子。

在中性分析物和激发出的基质离子、质子及金属阳离子之间的碰撞过程中，发生了分析物的离子化，便产生了质子化分子或阳离子化分子。这过程并不导致高分子发生链断裂，通常只生成分子离子及分子离子的多聚体。离子化后的分子被电场加速进入飞行时间质量分析器而被检测。

编制说明-飞行时间质谱校准规范-v12

国家计量技术规范规程制修订 《飞行时间质谱仪校准规范》 （报批稿） 编写说明 中国计量科学研究院 广东省计量科学研究院 南京市计量监督检测院 2013年5月

《飞行时间质谱仪校准规范》（报批稿） 编写说明 一、任务来源 根据国家质量监督检验检疫总局2009年国家计量技术法规计划（国质检量函〔2009〕393号）立项，由中国计量科学研究院、广东省计量科学研究院和南京市计量监督检测院共同承担《飞行时间质谱仪校准规范》的制定工作。 二、规范制定的必要性 飞行时间质谱仪是一种高分辨质谱仪，这类仪器的质量分析器是一个离子漂移管。由离子源产生的离子加速后进入无场漂移管，并以恒定速度飞向离子接收器。离子质量越大，到达接收器所用时间越长，离子质量越小，到达接收器所用时间越短，根据这一原理，可以把不同质量的离子按质荷比的大小进行分离。与高端的傅立叶变换离子回旋共振质谱仪、离子阱静电场轨道阱质谱仪相比，飞行时间质谱仪具有可检测的分子量范围大，扫描速度快，仪器结构简单，价格便宜等优势。近年来随着蛋白质组学和代谢组学的发展，各实验室飞行时间质谱仪的数量迅速增加，这些仪器除了被用于基础科研外，还被广泛地用于样品检测。据不完全统计，各个检测和校准实验室每年使用飞行时间质谱仪出具的报告数量达到1000份以上。根据《ISO/IEC 17025:2005 检测和校准实验室能力的通用要求》，检测校准实验中使用的分析设备都应当经过检定或校准，以保证仪器的准确性和测定结果的可溯源性，从而保证各个检测和校准实验室在不同时间、不同地点测定结果的准确、可比。飞行时间质谱仪由于没有检定规程或者校准规范，无法对仪器进行检定校准，已经成为当前实验室认可工作中的瓶颈之一。通过制定飞行时间质谱仪校准规范，实现仪器的校准，可以保证我国飞行时间质谱仪出具检测报告的准确有效，保护人民大众的健康，保证国际贸易的公平。 三、《飞行时间质谱仪校准规范》的制定过程 1、2008年4月28日，起草小组向主要飞行时间质谱仪生产厂家安捷伦、沃特斯、布鲁克、AB和岛津公司发函，要求其提供各自生产的各种型号的飞行时间质谱仪的质量数范围、质量准确度、信噪比、分辨力、质量数漂移、校准品等信息，作为规范制定时的参考。随后，各个厂家相继返回相应信息。

MALDI_TOF_MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)培训预习提纲

【MALDI-TOF MS】（基质辅助激光解吸 电离飞行时间质谱）培训预习提纲 一仪器概况 仪器名称：基质辅助激光解析电离－飞行时间质谱仪 Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrometer MALDI-TOF 公司：美国应用生物系统 Applied Biosystem 型号：Voyager DE－STR 特点：DE Delayed Extraction 延迟引出 PSD：Post Source Decay 源后裂解 技术指标： Mass Accuracy Linear Mode, External Calibration:

≤±0.05% for angiotensin [1,296.6853] and myoglobin [16,952.5]. ?Reflector Mode, External Calibration: ≤±0.008% for ACTH 18-39 [m/z 2,565.1989]. ≤±0.005% for E.coli thioredoxin [m/z 1,1674.4] ±0.005% for ACTH 18-39 Mass Resolution: ?Reflector Resolution: ≥20,000 for insulin (m/z 5,734). ≥12,000 for ACTH clips. ?Linear Resolution: ≥3,000 angiotensin. ≥3,500 for ACTH 18-39 [m/z 2,465.1989]. ≥1,000 for myoglobin (m/z 16,952). ≥100 for BSA (m/z 66,431). Sensitivity:

基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱

基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱 在寡糖结构分析中的应用 项目完成单位：国家生物医学分析中心 项目完成人：刘炳玉谷苗桑志红王鸿丽刘峰魏开华杨松成 1.前言 寡糖和多糖具有调节抗体水平、增强免疫功能、抗肿瘤、抗感染等作用,在肝炎、风湿病和爱滋病等重大疾病诊疗上应用价值大。它还具有抗消化性溃疡、降血糖、降血脂、抗血栓、抗辐射、抗毒物损伤、抗晕、祛痰镇咳、诱导干扰素产生、促进血功能恢复以及促进蛋白质和核酸的生物合成等方面的生物活性，在国内外（尤其我国传统医学中）应用十分广泛。糖类化合物结构比蛋白质和核酸复杂得多，包括单糖及其衍生物、寡糖、多糖、复合多糖和糖苷类，糖链由含多元羟基并顺反异构环状己或戊糖通过苷键连接而成,各单糖有五个手性碳且连接位置和构型多种多样。要阐明一种糖结构,必须了解: (1) 分子量;(2) 单糖残基组成; (3) 单糖残基间的顺序; (4) 单糖残基在糖苷键中的位置; (5) 环状结构的类型; (6) 糖苷键的构型。糖的组成复杂,结构相似,没有显色基团,难以不经衍生就进行光谱、色谱分析,但质谱不受此影响。 早期研究糖结构的质谱方法主要是快原子轰击电离质谱（FAB-MS），可以显示碎片离子,但有时候检测不到分子离子峰，而且，FAB-MS的分子量范围小、灵敏度不高[1]。以基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI－TOF－MS) 和电喷雾质谱（ESI-MS）为代表的生物质谱打开了质谱分析研究生物大分子的新领域,并很快发展成为能在多个层次上分析研究生物分子的生物质谱学(Biological Mass Spectrometry , BMS) [2-4]。近年来，ESI－MS已在糖的结构分析中显示出强大的生命力。它无需衍生化就能确定寡糖的结构、聚合度及组成，并能精确测定糖蛋白的分子量及其中寡糖的序列及结构均一性，还能区分寡糖是O一还是N－连接的，常被用于糖型（glycoform）的分析[5]。但是，ESI-MS受样品中的无机盐和溶剂中干扰物的影响比较大，常导致其表观灵敏度不高。相反，MALDI-TOF-MS的干扰物忍受力要比ESI-MS强得多，它的表观灵敏度比ESI-MS高；MALDI-TOF-MS的图谱因为没有ESI－MS中的多电荷特性而更容易解析。另外，MALDI-TOF-MS的样品制备以及仪器调节也比ESI－MS系统简单。因此，MALDI-TOF-MS成为当前研究蛋白质等生物大分子的首选技术。Hillenkamp等[6]人报道了用MALDI-TOF-MS精确地测定ng级的葡聚糖，分子量达7000 u。另外，源后裂解技术

超高压液相色谱-高分辨飞行时间质谱仪校验方法

超高压液相色谱-高分辨飞行时间质谱仪校验方法1 概述 本规程适用于超高压液相色谱-高分辨飞行时间质谱仪周期检定。 2 仪器技术指标 2.1 外观和标志：外观应完好无损；标志应齐全、清晰。 2.2 气源供给：在正常操作条件下，所有气路连接处应无泄漏。 2.3 电源供给：电源供给的电压、频率等技术要求应符合仪器说明书的规定。 2.4 性能指标：见表1。 3 运行检查技术条件 3.1 环境：温度：25℃；相对湿度：20~60%；室内无易燃、易爆和强腐蚀性物质，无强烈的机械振动和电磁干扰。 3.2 安装要求：仪器应平稳而牢固的安装在工作台上，电缆线的接触件应紧密配合，接地良好。 气体管路应使用不锈钢管、铜管、聚乙烯管，禁止使用橡皮管。 3.3 标准溶液 3.3.1确保流动相中使用的水与有机相均符合LCMS级别要求。 3.3.2 标准稀释液：混合500mL超纯水、50uL甲酸、250uL氨水溶液。混匀并超声。 3.3.3标准样品储备液：Waters（p/n 700008892-4）。储备液详细参数列于表2

3.3.4 混合标样1（5pg/uL SDM）：将100uL“标准样品储备液”与1900uL流动相A1/A2充分混合，得到“混合标样1”。 3.3.5混合标样2（1pg/uL SDM）：将200uL“标准样品储备液”与800uL流动相A1/A2充分混合，得到“混合标样2”。 3.4 仪器参数 3.4.1 液相系统 3.4.1.1分别使用乙腈、甲醇、异丙醇与含有0.2%甲酸水溶液prime系统。 3.4.1.2准备流动相A与流动相B。 流动相A：100uL甲酸、500uL氨水溶液与1L超纯水混合。 流动相B：50uL甲酸与500mL乙腈混合。 3.4.1.3使用流动相A与流动相B分别清洗流动相管理5分钟。 3.4.1.4将ACQUITY UPLC BEH C18 (2.1 x 50-mm, 1.7-μm)色谱柱安装至液相系统上。 3.4.1.5使用流动相B以0.1mL/min的流速冲洗系统1小时。 3.4.1.6按表3与表4建立液相方法

液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用(HPLC-QTOF)

液相色谱-四极杆/飞行时间质谱联用（HPLC-QTOF） 一、开机 1.打开计算机，LAN Switch电源。 2.打开液相各个模块电源，打开质谱前面的电源开关，等待大约两分钟，当听到第二声溶剂阀切换的声音(表明质谱自检完成)后，仪器可以联机。 3.在计算机桌面上双击MassHunter采集软件图标，进入MassHunter工作站。 4.如果MassHunter工作站在之前曾经打开和关闭过，请确认在再次打开工作站之前，关闭MassHunter所有的进程；双击桌面上的图标，在弹出的窗口点击Shut Down，等待所有的Status都变为Terminated后，点击Close。然后再打开MassHunter工作站。注意：在MassHunter采集软件关闭后，再次打开之前，必须执行上面的操作，否则无法进入采集软件。 5. 点击Standby按钮，检查前级真空（典型值应≤2.5Torr）和高真空，等到高真空≤2×10-6Torr后，关闭工作站。 6. 进入仪器诊断软件界面，在菜单上选择Connection > Connect，输入IP地址 192.168.254.12，点击OK。 根据不同的情况，选择不同的Condition HV的模式。0.6 Hour Cycle (Quick Vent) 适用于Q-TOF短暂关机后的Condition，比如更换泵油，短时间停电等。2 Hour Cycle (Optics Service) 适用于对Q-TOF关机，进行简单维护后的Condition，比如清洗毖绅管等。8 Hour Cycle (TOF Service) 适用于对Q-TOF关机，进行比较长时间的维修后的Condtion，比如仪器出现故障后Agilent工程师上门维修后再次开机。13 Hour Cycle (Installation) 适用于Q-TOF安装时第一次开机后的Condtion；当者是比如长假关机后再次开机。 7. 标签栏显示Instrument ON/OFF界面，点击Condition HV。 8. 当Condition HV结束后，在File菜单上选择Connection > Disconnect，关闭TOF Diagnostics软件。 9. 重新进入MassHunter工作站。 二、调谐和校正

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析小分子化合物-分析测试中心

MALDI-TOF MS 分析小分子化合物新方法 对于分子量小于400Da 的化合物, 使用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 ( MALDI-TOF MS) 的常规方法难以检测，这主要是由于小分子基质带来的干扰。为此，本方法发展了一种MALDI-TOF MS 分析小分子的新策略，将小分子转移到高质量区域测定，成功的分析了赤霉酸等一系列小分子化合物。 1 实验部分 Bruker 公司AUTOFLEX III MALDI-TOF 质谱仪，氮分子激光，波长355nm， 使用前用混合多肽(购自Bruker公司,包括：血管紧张肽I,血管紧张肽II, P物 质, 蛙皮素, 促肾上腺皮质激素1-17, 促肾上腺皮质激素18-39, 生长激素释放抑制激素28)外标法校正仪器。 金属酞箐化合物的合成参照已发表的文献，最终产物经过紫外可见吸收光谱 (UV-Vis )，质谱(MALDI-TOF MS )以及核磁(NMR)表征。 样品和基质分别溶于适当溶剂，二者按照一定比例混合均匀，取1卩混合溶液滴在MALDI样品靶上，或者直接吸取1d样品溶液滴在靶上，待溶剂自然挥发样品结晶 后，送入质谱仪，进行质谱分析。实验中数据采集时所用参数如下：加速电压19kV，反射模式，激光频率10Hz，使用最大激光能量的40-90%,累加30-200 次。使用Bruker 公司的XMASS 软件，flexControl 和flexAnaysis 软件进行数据采集和数据处理。 2 结果与讨论 2. 1 金属酞箐基质的发现 酞箐化合物是一类具有n电子共轭结构的大环化合物，具有良好的热稳定性和化学稳定性一直被广泛用作染料，此外，由于其独特的光、电、磁及对某些气体的敏感性等方面的特性而被应用于化学传感器、非线性光学材料、光盘信息记录材料、太阳能电池材料、燃料电池中的电催化材料、场效应晶体管、气体检测及光动力学治疗癌症等许多方面。 在用MALDI-TOF MS 分析金属酞箐类化合物时，由于该类化合物在紫外可

基质辅助激光解吸电离_飞行时间质谱在糖类化合物研究中的应用

收稿日期:2004211228;修回日期:2004212223 作者简介:陈海霞(1974～),女(汉族),山东利津人,副教授,工学博士,从事天然产物化学研究。E 2m ail :chennhxx @yahoo .com .cn 第26卷第2期 2005年5月 质谱学报 Jou rnal of Ch inese M ass Spectrom etry Society V o l .26　N o .2M ay 2005 基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱在糖类化合物研究中的应用 陈海霞,高文远 (天津大学药物科学与技术学院,天津　300072 ) [作者简介]:陈海霞,2002年7月获华中农业大学食品 科技学院工学博士学位,研究方向为天然产物化学; 2002年7月—2004年7月在中国海洋大学药物与食品 研究所从事博士后研究工作,研究方向为糖生物学和糖化学。参与国家基础研究重大项目(973)及国家自然科学基金项目等多项研究工作,在国内外发表论文18余篇,其中以第一作者发表SC I 论文3篇。 摘要:综述了基质辅助激光解吸电离2飞行时间质谱 (M ALD I 2TO F 2M S )的发展、 在糖类化合物结构研究时常选用的基质,以及在不同类型糖化合物分析中的应用。M ALD I 2TO F 2M S 在糖类分析中通常采用的是N 2激光源,基质多为有机小分子如2,52二羟基苯甲酸、2, 4,52三羟基苯乙酮、12羟基异喹啉或22羟基252甲氧基苯 甲酸、Α2氰基242羟基2苯丙烯酸等,基质类型的选择则要取决于糖类的存在形式。糖类化合物如中性糖、酸性糖、 硫酸化糖、糖蛋白、蛋白聚糖及糖脂等均可利用适合的基质而进行M ALD I 2TO F 2M S 分析。 关键词:基质辅助激光解吸电离2飞行时间质谱;基质;糖类化合物 中图分类号:O 657163;O 62911 文献标识码:A 文章编号:100422997(2005)022108207 Appl ica tion of M a tr ix -a ssisted La ser D esorption -Ion iza tion T i m e of Fl ightM a ss Spectrom etry i n Study on Carbohydra tes and Glycocon juga tes CH EN H ai 2x ia ,GAO W en 2yuan (Colleg e of P ha r m aceu tica ls &B iotechnology ,T ianj in U n iversity ,T ianj in 300072,Ch ina ) Abstract :T he developm en t and app licati on of m atrix 2assisted laser deso rp ti on 2i on izati on ti m e of fligh t m ass sp ectrom etry (M ALD I 2TO F 2M S )to the analysis of carbohydrates and their con jugates w ere review ed .T he M ALD I 2TO F 2M S in strum en tati on ,sam p le p rep ara 2ti on ,M ALD I m atrices and app licati on of M ALD I 2TO F 2M S to vari ou s carbohydrate struc 2tu ral typ es w ere discu ssed .T he n itrogen lasers that em it at 337nm (U V range )w ere al 2m o st un iversally em p loyed fo r M ALD I 2TO F 2M S analysis of carbohydrates and their con ju 2

飞行时间质谱系统产品技术要求

飞行时间质谱系统 本产品由主机和计算机（含分析软件）组成，其中主机主要由激光器、质量检测器、靶板、真空泵组和开关电源组成。 飞行时间质谱系统Clin-ToF-Ⅱ通过检测生物大分子的分子量，使用蛋白指纹图谱技术，用于对口腔分离的乳酸杆菌、变异链球菌以及白色念珠菌的鉴定。 1.1 产品名称 本仪器全称为飞行时间质谱系统（Clin-ToF-Ⅱ） 1.2 产品型号 1.3 产品结构组成 由主机和计算机（含分析软件）组成，其中主机主要由激光器、质量检测器、靶板、真空泵组和开关电源组成。 2.1外观 外壳应表面整洁，色泽均匀，无伤斑，裂纹等缺陷； 文字和标志应清晰可见；各指示或显示装置应准确清晰； 塑料件应无起泡、开裂、变形以及灌注物溢出现象； 控制和调节机构应灵活可靠，紧固部位应无松动。 2.2技术参数(性能要求) 2.2.1质量测量范围 质谱仪检测离子的质荷比范围为1540Da ～16950Da 。 2.2.2准确度 2.2.2.1内标法 以参考品B完成校对后，参考品A、C的质量漂移应在800ppm内；以参考品D完成校对后，参考品E的质量漂移应在1500ppm内；以参考品F完成校对后，参考品G的质量漂移应在800ppm内。 2.2.2.2外标法 参考品A、B、C、D、E、F、G分别点在靶板上邻近的两点，以其中一点的参考品进行校对，另一点内的参考品质量漂移应在1500ppm内。 2.2.3灵敏度 表示质谱仪在一定信噪比下能够出峰的所需样品量。浓度为10 fmol/μl 的参考品A、浓度为20 fmol/μl的参考品B、浓度为2pmol/μl的参考 品C、浓度为5pmol/μl的参考品D、浓度为10pmol/μl的参考品E条件下，检测参考品A、B、C、D、E，应有信噪比 (S/N) ＞3的出峰。 2.2.4分辨率 50 < 分辨率 < 3500。 2.2.5重复性 检测参考品A、B、C、D、E物质，重复15次实验，CV＜1%。 2.3系统功能

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析小分子化合物分析测试中心

MALDI-TOF MS分析小分子化合物新方法对于分子量小于400Da的化合物, 使用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS) 的常规方法难以检测，这主要是由于小分子基质带来的干扰。为此，本方法发展了一种MALDI-TOF MS分析小分子的新策略，将小分子转移到高质量区域测定，成功的分析了赤霉酸等一系列小分子化合物。 1 实验部分 Bruker公司AUTOFLEX III MALDI-TOF 质谱仪，氮分子激光，波长355nm，使用前用混合多肽（购自Bruker公司, 包括：血管紧张肽I, 血管紧张肽II, P物质, 蛙皮素, 促肾上腺皮质激素1-17, 促肾上腺皮质激素18-39, 生长激素释放抑制激素28）外标法校正仪器。 金属酞箐化合物的合成参照已发表的文献，最终产物经过紫外可见吸收光谱（UV-Vis），质谱（MALDI-TOF MS）以及核磁（NMR）表征。 样品和基质分别溶于适当溶剂，二者按照一定比例混合均匀，取1μl混合溶液滴在MALDI 样品靶上，或者直接吸取1μl样品溶液滴在靶上，待溶剂自然挥发样品结晶后，送入质谱仪，进行质谱分析。实验中数据采集时所用参数如下：加速电压19kV，反射模式，激光频率10Hz，使用最大激光能量的40-90%，累加30-200次。使用Bruker公司的XMASS软件，flexControl和flexAnaysis软件进行数据采集和数据处理。 2 结果与讨论 2. 1金属酞箐基质的发现 酞箐化合物是一类具有π电子共轭结构的大环化合物，具有良好的热稳定性和化学稳定性一直被广泛用作染料，此外，由于其独特的光、电、磁及对某些气体的敏感性等方面的特性而被应用于化学传感器、非线性光学材料、光盘信息记录材料、太阳能电池材料、燃料电池中的电催化材料、场效应晶体管、气体检测及光动力学治疗癌症等许多方面。 在用MALDI-TOF MS分析金属酞箐类化合物时，由于该类化合物在紫外可

飞行时间质谱

飞行时间质谱技术及发展 前言：质谱分析是现代物理与化学领域使用的极为重要的工具。目前日益广泛的应用于原子能，石油以及化工，电子，医药等工业生产部门，农业科学研究部门及物理电子与粒子物理，地质学，有机，生物，无机，临床化学，考古，环境监测，空间探索等领域[1]。飞行时间质谱飞行时间质谱仪较其他质谱仪具有灵敏度好、分辨率高、分析速度快、质量检测上限只受离子检测器限制等优点，再配合电喷雾离子源基体辅助激光解析离子源[2]大气压化学电离源等离子源，使之成为当今最有发展前景的质谱仪。飞行时间质谱已用于研究许多国际最前沿的热点问题，是基因及基因组学、蛋白质及蛋白质组学、生物化学、医药学以及病毒学等领域中不可替代的有力工具，例如肽和蛋白分析、细菌分析、药物的裂解研究以及病毒检测。特别是在大通量、分析速度要求快的生物大分子分析中，飞行时间质谱成为唯一可以实现的分析手段，例如与激光离子源联用或作为二维气相色谱的检测器等。本文将介绍飞行时间质谱的基本原理、技术及仪器的发展历程。力求对该仪器技术有一个较清楚的认识，并对今后相关的研究工作提供建设性帮助。 1.飞行时间质谱的工作原理：TOF-MS分析方法的原理非常简单。这种质谱仪的 质量分析器是一个离子漂移管。样品在离子源中离子化后即被电场加速，由离子源产生的离子加速后进入无场漂移管，并以恒定速度飞向离子接收器，假设离子在电场方向上初始位移和初速度都为零，所带电荷数为q，质量数为m, 加速电场的电势差为V, 则加速后其动能应为： m v2 / 2= qe V 其中，v 为离子在电场方向上的速度。 离子以此速度穿过负极板上的栅条，飞向检测器。离子从负极板到达检测器的飞行时间t，就是TOFMS 进行质量分析的判据。在传统的线性TOFMS，离子沿直线飞行到达检测器；而在反射型TOFMS 中，离子经过多电极组成的反射器后反向飞行到达检测器，后者在分辨率方面优于前者。 2.飞行时间质谱的发展： 由于存在初始能量分散的问题，提高飞行时间质谱分辨率一直是研究者和仪器制造上努力的目标。仪器技术的进展也主要围绕这一目标进行。 2.1离子化技术的发展：最初TOFMS采用电子轰击的方法进行离子化。由电子枪产生的电子电离样品分子使其离解为离子，经加速形成离子束进入飞行区。这种方法可用于气、固、液体样品的分析。其缺点是：1)离子化时间较长，和一般离子的飞行时间数量级相近，容易引起大的误差；2)电子的电离及其进样方式，难以进行大分子样品的分析。目前这种离子化方式多用于小分子的分析。而新的电子发生方式如激光电子枪开始出现。后来脉冲离子发生器应用逐步广泛。用于固体或液体样品的重离子轰击、等离子体解吸(PDMS)及二次离子质谱(SIMS)属于此列。目前脉冲激光技术应用最广，包括激光解吸(LD)、共振激光离子化(RI)、共振加强单多光子离子化（RES/MPI）以及生化分析中常用的基质辅助激光解吸[4] (MALDI))等，适用于不同样品的分析。例如共振激光离子化可用于痕量金属元素的分析[3]。REMPI 则擅长复杂有机物的选择性离子化；MALDI的优点在于：1）可获得高的灵敏度，甚至能检测到离子化区的几个原子；2）对于热不稳定的生物大分子可实现无碎片离子化；3）对固体、液体表面分析，可以很好地控制离子化的位置或深度样品，分析时间大大缩短；4）可以与不同的离子化方式相结合。为解决多肽、蛋白、寡糖、DNA测序等生命科学领域中的前沿分析课题，需要发展特殊电离技术以及超高分辨、高灵敏度、大质量范围、多级串联的高档

飞行时间质谱TOF原理(英文)

This analyser is commonly called the TOF. The TOF is used in single MS systems, with an LC introduction, with a GC introduction, or with MALDI ionisation. In MS/MS configuration, the TOF is associated to a quadrupole (QTof), or to another TOF (TOF-TOF) or to an Ion Trap (QIT/TOF). Principle of the time of flight analyser:In a Time–Of–Flight (TOF) mass spectrometer, ions formed in an ion source are extracted and accelerated to a high velocity by an electric field into an analyser consisting of a long straight ‘drift tube’. The ions pass along the tube until they reach a detector. After the initial acceleration phase, the velocity reached by an ion is inversely proportional to its mass (strictly, inversely proportional to the square root of its m/z value). Since the distance from the ion origin to the detector is fixed, the time taken for an ion to traverse the analyser in a straight line is inversely proportional to its velocity and hence proportional to its mass (strictly, proportional to the square root of its m/z value). Thus, each m/z value has its characteristic time–of–flight from the source to the detector. Time of Flight equations:The first step is acceleration through an electric field (E volts). With the usual nomenclature (m = mass, z = number of charges on an ion, e = the charge on an electron, v = the final velocity reached on acceleration), the kinetic energy (mv /2) of the ion is given by equation (1). mv /2 = z.e.E(1) Equation (2) follows by simple rearrangement. v = (2z.e.E/m)1/2(2) If the distance from the ion source to the detector is d, then the time (t) taken for an ion to traverse the drift tube is given by equation (3). t = d/v = d/(2z.e.E/m)1/2 = d.[(m/z)/(2e.E)] 1/2(3) In equation (3), d is fixed, E is held constant in the instrument and e is a universal constant. Thus, the flight time of an ion t is directly proportional to the square root of m/z (equation 4). t = (m/z) 1/2 x a constant(4) Equation (4) shows that an ion of m/z 100 will take twice as long to reach the detector as an ion of m/z 25: going through the reflectron, the dispersion of ions of the same m/z value is minimized, leading to a great improvement of resolution

快速气相色谱 飞行时间质谱联用仪

iTOFMS-1G/2G宣传稿 全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪GCxGC –TOFMS（iTOFMS-2G） 快速气相色谱-飞行时间质谱联用仪 Fast GC-TOFMS（iTOFMS-1G） 厦门质谱仪器仪表有限公司 2014年5月1日

一、介绍 厦门质谱仪器仪表有限公司（简称厦门质谱公司）传承了厦门大学三十余年质谱技术的研究经验与成果，曾研发成功国内首台高分辨率电喷雾离子源飞行时间质谱仪，是国内一家专注于飞行时间质谱器技术研发与生产的新兴企业。 iTOFMS-G系列是中国首款具有完全自主产权的商品化小型台式气相色谱-飞行时间质谱联用仪。它具有高分辨、高灵敏度和高采集速度的优异功能，实现了与全二维气相色谱/快速气相色谱的完美对接。iTOFMS-G的诞生代表了国产质谱进军通用型高端质谱仪器迈出了重要一步。 ●全二维气相色谱-飞行时间质谱联用技术（Comprehensive Two-dimensional Gas Chromatography-Time of Flight Mass Spectrometry, GCxGC TOFMS）是近十年以来，国际上发展最迅猛的色质联用技术之一，是色谱-质谱联用技术发展的一个最新趋势。相比于常规气质联用具有高通量、高分离度和高灵敏度等显著优势，是解决复杂体系中全组分和痕量组分分析的最佳方案，逐渐成为石油化工、香精香料、烟草酒业、食品安全、环境监测和中药鉴定等领域的必备分析仪器。 图1 GCxGC-TOFMS（iTOFMS-2G）的实物外观图 ●快速气相色谱-飞行时间质谱联用技术（Fast Gas Chromatography-Time of Flight

飞行时间质谱精确定标的方法

飞行时间质谱精确定标的方法利用飞行时间质谱(TOF)探测得到的数据文件截图如下面左图，导入Origin里如右图： 行号即为横坐标，代表飞行时间，每一行数值代表质谱图中相应点的信号强度，如下图： 我们用工具选取一个已知峰的信号，如水(H2O)，见下图，图中显示出该点行号为8642，信号强度为5855：

因为我们已知这个峰代表水(H2O)，那么就可以将飞行时间与质量对应起来。 首先我们要了解，质谱探测得到的信号所代表的是这个物种(H2O)的同位素峰([1]H2[16]O)，那么它的质量就不是平均分子量，而是由确定组成的核素相加得到的质量。 其次我们要了解，由于我们使用的是真空紫外光电离，那么形成的离子应该只带一个正电荷。 因此，质谱探测到的信号实际上是带一个正电荷的阳离子([1]H2[16]O+)。 我们使用下面这个软件来查询相应的m/z值，Measured mass表示质量数，Tolerence表示误差，单位为毫道尔顿，Charge on Molecule表示粒子所带电荷数，下图中的设置表示我们要查询质量数范围为[17.500, 18.500]，带1个正电荷的粒子的可能分子式及其精确质量：

结果给出[1]H2[16]O+的精确质量为18.010016。 将上表拷入Origin中，并做图拟合，步骤如下：

显示下图结果： 将结果粘贴于下表，A、B、C即为定标公式的参数，其含义为m/z=A+B*row+C*row^2： 可自行设计表格，将目标峰的横坐标转化为精确质量数m/z。

Q&A: 1行号究竟代表多少飞行时间？ 一行代表2ns，如行号5000，代表飞行时间10000ns。 这是通过P7888数据采集卡附带的采集软件MCDWin设置的，可以更改。 2怎么定更精确、更大范围的质量？ 本例只提供了定标方法，对于更精确、更大范围的质量定标，就要提供更多的数据点来拟合。可以通过如下两种途径： 2.1选取一个产物较多的质谱，利用已定好标的公式，计算相应产物或碎片峰的质量， 猜测其真实分子式，并将分子式与其实际质量添加入飞行时间-质量对应表中，重 新拟合得到更精确的定标公式。 2.2若大质量产物的分子式不容易猜测，那么通入少量大质量标准样品进行定标。大质 量标准样品推荐芳香烃化合物，比如萘、蒽、菲等，不推荐使用脂肪烃，进入腔 体后非常不易挥发。 3怎么做横坐标为质量数的质谱图？ 按下列步骤： 3.1在数据列左侧插入两列： 3.2将第一列填充为行号：

寡糖衍生化及基质辅助激光解吸电离

DOI ：10.3724/SP.J.1096.2010.00307寡糖衍生化及基质辅助激光解吸电离 飞行时间质谱分析方法研究 韩欢欢 马岩王璐张万军卫军营张养军钱小红*（军事医学科学院放射与辐射医学研究所，北京蛋白质组研究中心，蛋白质组学国家重点实验室，北京102206）摘要为提高中性寡糖在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF ）中的检测灵敏度，建立了以 1-（4-氰基苯基）-4-哌啶碳酰肼（CPH ）为衍生化试剂对寡糖的标记方法。寡糖的还原端与CPH 的酰肼基团反 应生成腙，使得寡糖被CPH 标记，衍生物以MALDI-TOF 质谱进行分析。结果表明：在反应温度95?，醋酸浓 度为0.125%（V /V ），CPH 过量100倍的条件下，衍生产率可达最大，并且CPH 衍生可使中性寡糖在MALDI-TOF 质谱中的检测灵敏度提高10倍。本方法简便快速，灵敏度高，适合微量寡糖链的质谱分析。 关键词基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱；1-（4-氰基苯基）-4-哌啶碳酰肼；中性寡糖 2009-07-15收稿；2009-11-11接受 本文系国家重点基础研究规划项目（Nos.2006CB910801，2006CB910803，2007CB914104）、国家高技术研究发展计划项目 （No.2006AA02A308）、国家自然科学基金项目（Nos.30621063， 20635010，20735005，20875101）和国家重点实验室自主课题（No.2008ZX10207）资助项目。 *E-mail ：qianxh1@https://www.wendangku.net/doc/097657386.html, 1引言 糖基化作为一种普遍的蛋白质翻译后修饰反应，在生命过程中起着重要作用。糖蛋白上的寡糖链 能够影响蛋白的稳定性及蛋白的构象， 参与胞外胞内的信号转导，并能引发与其它分子之间特异的相互作用 ［1，2］ 。基质辅助激光解吸电离飞行时间（MADLI-TOF ）质谱以其简单、快速和较高的灵敏度已经成 为糖结构分析中的重要手段［3，4］。但是，由于寡糖的亲水性强，缺乏易于结合质子的碱性基团，离子化效率较低，使得MALDI- TOF 质谱对寡糖链结构的分析远远落后于对蛋白/肽段的结构分析。为提高寡聚糖在质谱中的检测灵敏度，研究者进行了各种尝试，主要通对寡糖的化学修饰来提高寡糖的质谱检测 灵敏度。如在寡聚糖的还原端通过衍生化加上各种结构中含有质子的基团（如季铵碱［5，6］和吡啶［7］）， 或加上易得质子的基团（如胍基［7］）；通过增强寡聚糖的疏水性来提高其检测灵敏度，因为疏水性强的分析物更容易与基质形成均匀的混晶从而产生更强的信号 ［8］，如将苯肼［9，10］、苾酪［11］基团标记在寡聚 糖的还原端从而提高寡聚糖在质谱中的检测灵敏度。1-（4-氰基苯基）-4-哌啶碳酰肼（CPH ）包含哌啶基团，该基团在含氮杂环化合物中具有较强的碱性（p K a =11.2），推测其可能会使寡聚糖易于质子化，并且其结构中的苯环能够增强寡聚糖的疏水性。目前尚未见采用含哌啶基团的试剂对寡糖进行衍生化以提高其质谱检测灵敏度的报道。本研究以麦芽七糖为样品，通过优化反应条件，建立了CPH 的寡糖衍生化方法，衍生化后的麦芽七糖的质谱检测灵敏度提高了10倍。此方法应用于葡聚糖和去唾液酸化胎球蛋白的N -糖链质谱分析，获得了满意的结果。2 实验部分2.1仪器与试剂 4800ProteomicsAnalyzer 基质辅助激光解吸电离飞行时间串联质谱仪（美国ABI 公司），仪器控制软件为4700Series Explorer Software ，数据处理软件为Date Explorer Software 4.5；石墨化碳黑萃取柱（美国Alltech 公司）；离心机（美国Sigma 公司）；冷冻干燥离心机（美国Thermo 公司）。 1-（4-氰基苯基）-4-哌啶碳酰肼（美国Maybridge 公司）；碘乙酰胺（IAA ）与乙腈（比利时Acros 公 司）；麦芽七糖（DP7），去唾液酸化的胎球蛋白（Asialofetuin ），肽-N -糖苷酶F （PNGase F ），2，5-二羟基苯 甲酸（DHB ），5-甲氧基水杨酸（美国Sigma 公司）；葡聚糖（包含聚合度1 20的葡萄糖聚合物，美国 第38卷 2010年3月 分析化学（FENXI HUAXUE ）研究报告Chinese Journal of Analytical Chemistry 第3期307 312

飞行时间质谱仪

河南师范大学 光 谱 分 析 论 文 专业：新联物理 年级：2011级 学号：11020274003 姓名：王冉

飞行时间质谱仪 质谱仪（Mass spectrometry）是对电离的原子、分子以及分子的碎片进行测量。质谱仪有磁式、四电极的与飞行时间的等多种类型。按照带电粒子在磁场或电场中的飘移，或他们移动能量来确定它们的荷质比。 在激光质谱检测中最常用的是四级质谱仪与飞行时间质谱仪Time of Flight Mass Spectrometer (TOF)，尤其是飞行时间质谱仪。飞行时间质谱仪是一种很常用的质谱仪。这种质谱仪的质量分析器是一个离子漂移管。由离子源产生的离子加速后进入无场漂移管，并以恒定速度飞向离子接收器。离子质量越大，到达接收器所用时间越长，离子质量越小，到达接收器所用时间越短，根据这一原理，可以把不同质量的离子按m/z值大小进行分离。 飞行时间质谱仪发展史：1948年A1E1Cameron和D1F1Eggers研制出世界上第一台飞行时间质谱仪实验样机,其直线飞行管长达10m,分辨率却不到5。初期由于质量分辨本领很低,很长时间未得到推广应用,但研究工作一直持续不断。值得注意的进展是1955年W1C1Wiley和I1H1Mclaren从理论上探讨限制TOFMS分辨率的两个主要因素,即初始空间分散和初始能量分散,并通过新型离子枪,双场加速和延迟引出的方法,将直线式飞行时间质谱仪的分辨率提高到300。但此后的20年,TOFMS的发展一直处于低谷,其分辨率在几百之内。直到1973年B1A1Marmylin引入静电反射器制成反射式飞行时间质谱仪,用离子

飞行时间质谱仪

河南师大学 光 谱 分 析 论 文

专业：新联物理 年级：2011级 学号：11020274003 ：王冉 飞行时间质谱仪 质谱仪（Mass spectrometry）是对电离的原子、分子以及分子的碎片进行测量。质谱仪有磁式、四电极的与飞行时间的等多种类型。按照带电粒子在磁场或电场中的飘移，或他们移动能量来确定它们的荷质比。 在激光质谱检测中最常用的是四级质谱仪与飞行时间质谱仪Time of Flight Mass Spectrometer (TOF)，尤其是飞行时间质谱仪。飞行时间质谱仪是一种很常用的质谱仪。这种质谱仪的质量分析器是一个离子漂移管。由离子源产生的离子加速后进入无场漂移管，并以恒定速度飞向离子接收器。离子质量越大，到达接收器所用时间越长，离子质量越小，到达接收器所用时间越短，根据这一原理，可以把不同质量的离子按m/z值大小进行分离。

飞行时间质谱仪发展史：1948年A1E1Cameron和D1F1Eggers 研制出世界上第一台飞行时间质谱仪实验样机,其直线飞行管长达10m,分辨率却不到5。初期由于质量分辨本领很低,很长时间未得到推广应用,但研究工作一直持续不断。值得注意的进展是1955年W1C1Wiley和I1H1Mclaren从理论上探讨限制TOFMS分辨率的两个主要因素,即初始空间分散和初始能量分散,并通过新型离子枪,双场加速和延迟引出的方法,将直线式飞行时间质谱仪的分辨率提高到300。但此后的20年,TOFMS的发展一直处于低谷,其分辨率在几百之。直到1973年B1A1Marmylin引入静电反射器制成反射式飞行时间质谱仪,用离子反射器抵消同一质荷比不同初始能量的离子飞行时间的分散,使得TOFMS的分辨率有较大突破达到3000。另一项重要的革新则是1987年发明的垂直引入技术,不仅提高离子传输效率还为各种离子源与飞行时间分析器相联提供一个通用接口。此后伴随着快电子技术、大面积检测器技术、计算机技术和机械加工工艺的不断进步,TOFMS的性能也不断提高。1998年A1F1Dodonov等设计一台垂直引入反射式TOFMS,其质量分辨率达到20000以上。该技术的出现使TOFMS进 入一个前所未有的快速发展阶段。 在飞行时间质谱仪里，以往多采用单场推斥脉冲，但现在多采用双推斥脉冲。采用双推斥脉冲可以保证不增加离子的空间分散和能量分散，这对提高仪器的分辨率非常重要。使用正负双推斥脉冲就相当于把原有的脉冲峰峰值增加了一倍，可以克服传统的单脉冲在提高脉冲