分子量、质量肽指纹图谱等测定

Q-Tof系列-高分辨高灵敏度液相色谱/串联质谱仪

 
    
 
    仪器型号： Waters Micromass公司的Q-TOF2
仪器负责人: 王红霞(010-86533042，010-66931434，whx@proteomics.com.cn)
测样联系人: 李爱玲(010-86533064,lal@proteomics.com.cn)

 
仪器简介
    电喷雾四极杆飞行时间串联质谱仪Q-TOF2是英国Micromass公司（现为Waters公司）生产的新型串联质谱仪Q-TOF系列的第二代，
离子源为电喷雾源，一级质谱是四极杆，主要起选择离子的作用，二级质谱为飞行时间质谱，是该仪器的主要质量分析器。
Q-TOF2离子源为Z-spray的专利设计，有效防止离子源和仪器污染，防止热裂解，广泛适合HPLC各种分离条件并提高灵敏度，
源隔断阀可有效保护真空系统和检测器，易于清洗离子源而无需放空仪器。配备有纳升喷雾源和毛细管液相色谱，
可以进行离线的手动测序和自动化数据依赖分析（Data dependent analysis, DDA），大大提高了仪器的灵敏度和分析能力。
纳升电喷雾串联质谱（nanoESI-MS/MS）是指离子源喷雾速度为20-40nl/min和喷雾形成的雾滴直径在纳米水平的电喷雾质谱，
已经发展成为鉴定分析微量蛋白质的重要工具。2-3ml样品能够连续喷雾2小时，手动最多可测定10个肽段的序列。对蛋白质的鉴定率可达90%。

仪器特点及主要功能
 
    高灵敏度、高分辨率、高质量准确度 Q-TOF2是高性能的串联质谱仪，具有高灵敏（20fmole），
高分辨率（FWHM，>10000）和高质量准确度（内标校正<5ppm）的优点，因此蛋白质等大分子的分子量测量误差在0.01%，一般的质谱无可比拟。

强大的De novo 测序功能：
    Q-TOF2的最强大功能是能够对蛋白质进行测序，是蛋白测序的一种新方法，是传统蛋白质N端测序，即Edman降解测序的有利补充。
它的优点是样品用量少，仅fmol的样品就能够测序。另一个重要的优点是能够测N端封闭的蛋白质序列（Edman降解不能）。
与Edman降解测序不同的是Q-TOF2不是对整个蛋白质进行测序，而是首先将蛋白质通过酶切（一般为胰蛋白酶），然后对其酶切肽段进行测序，
因此测定的是蛋白质中任何部分的序列，不一定是N端或C端序列。ESI-MS/MS由于能测定肽段的序列，因此鉴定蛋白质的成功率很高。
一般测定一个肽段的序列就可以鉴定一个蛋白质，测定2~3个肽段的序列就能十分肯定地鉴定一个蛋白质。
应用Q-TOF2最多可测分子量3000Da的肽段序列。最适宜测序的肽段的分子量范围为800~2000Da。

适合不稳定化合物的分子量测定和元素组成分析：
   由于ESI是最软的电离技术，在一定的电压下它不会使样品分子产生碎片，因此易于得到不稳定化合物的分子离子峰，
与TOF的高分辨相结合，可以测定其元素组成。

适合于混合物的分析：
   由于ESI是最软的电离技术，不易使样品分子裂解，因此对于小分子的样品，根据ESI谱图可确定样品的组成成份有几种，
通过串联质谱则可得到其结构信息。
由于Q-TOF2的一级质谱四极杆有选择离子的作用，因此其另一个最大优点是可以对混合蛋白质进行鉴定，对样品纯度的要求不高，
不经液相分离可对6个蛋白质的混合物进行鉴定。
由于Q-TOF2与CapLC联用，可以进行自动化DDA分析，可以进行“shot-gun”的蛋白质组学研究和多肽组学研究。

 
Q-TOF2 的主要应用
 
    自2001年引进以来，我们应用Q-TOF2开展了大量的工作。最主要是在蛋白质组学研究中的应用。蛋白质组学研究中鉴定蛋白质一般分两步，
首先是用MALDI-TOF-MS的PMF方法进行高通量鉴定，对于MALDI-TOF-MS不能鉴定的蛋白质就需要用nanoESI-MS/MS（Q-TOF2）进行鉴定。
对于一些重要蛋白质往往需要这两种方法共同确证。也就是说，nanoESI-MS/MS 是鉴定蛋白质的最强大的工具，
一个蛋白质是已知蛋白还是新蛋白，是纯蛋白还是混合蛋白质一经其鉴定就可得到十分肯定的答案。

    nanoESI-MS/MS还可以对蛋白质的翻译后修饰、不同剪切形式及氨基酸序列变异进行分析。另外我们还进行了小分子和蛋白质非共价复合物的研究、
中药化学组学的研究。由于我们中心是国家生物医学分析中心，对全国开放，因此该仪器为全国几十家科研单位和制药公司测试了几百份样品。
主要包括蛋白质鉴定和多肽测序（如胸腺五肽、亮丙瑞林、奥曲肽、生长抑素等）以及部分药物报批用的小分子高分辨测定和元素组成分析。
利用我们所测定的新蛋白的部分序列，多个单位已经克隆成功基因，表达出了新蛋白。附图为一蛋白质的鉴定结果及部分测序图，
来自2D的3mI样品共测9个肽段序列，Mascot score 796，score 大于36鉴定有意义。

 
 
测试项目 样品性质
1．分子量测定
2．精确质量测定及元素组成分析 
3．肽质量指纹谱
4．多肽de novo测序
5．蛋白质鉴定及数据库检索
6．二硫键分析      
7．有机物串联质谱 
8．简单混合物分析
9．蛋白质突变点及修饰点分析(乙酰化、磷酸化、 糖基化 )

 小分子化合物、蛋白质、多肽
小分子化合物、多肽
蛋白质
蛋白质及多肽
蛋白质
蛋白质
小分子化合物
小分子化合物、蛋白质、多肽
蛋白质

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