质谱分析的原理、优点、发展、分类及应用

1.质谱分析的原理

质谱分析是用高速电子来撞击气态分子或原子,将电离后的正离子加速导入质量分析器,然后在磁场中按质荷比(m/z)大小进行收集和记录,及得到质谱图。根据质谱峰的位置进行物质的定性和结构分析,根据峰的强度进行定量分析。

2.质谱分析法的优点 

(1)它是至今唯一可以确定分子质量的方法,在高分辨率质谱仪中能够准确测定质量,而且可以确定化合物的化学式和进行结构分析。

(2)质谱法的灵敏度极高,鉴定的最小量可达10^-10g,检出限可达10^-14g。 

3.质谱仪的发展简史

1912年：世界第一台质谱装置

1940年代:质谱仪用于同位素测定

1950年代：分析石油

1960年代：研究GC-MS联用技术

1970年代：计算机引入 

4.质谱仪的分类

有机质谱仪：气-质 液-质 富变质谱仪  激光解吸飞行时间变质谱仪

无机质谱仪：ICP-MS

同位素质谱仪

5.质谱分析在蛋白质上的应用

（1）蛋白质谱技术简单来说就是一种将质谱仪用于研究蛋白质的技术。目前，它的基本原理是蛋白质经过蛋白酶的酶切消化后成肽段混合物，在质谱仪中肽段混合物电离形成带电离子，质谱分析器的电场、磁场将具有特定质量与电荷比值（即质荷比，M/Z）的肽段离子分离开来，经过检测器收集分离的离子，确定每个离子的M/Z值。经过质量分析器可分析出每个肽段的M/Z，得到蛋白质所有肽段的M/Z图谱，即蛋白质的一级质谱峰图。离子选择装置自动选取强度较大肽段离子进行二级质谱分析，输出选取肽段的二级质谱峰图，通过和理论上蛋白质经过胰蛋白酶消化后产生的一级质谱峰图和二级质谱峰图进行比对而鉴定蛋白质。

（2）一开始，蛋白质谱通过离子化（Electrospray Ionization，ESI）或者基质辅助激光解吸电离（Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization，MALDI）的方法对完整的蛋白质进行离子化后进入质谱分析仪器，这也被称为“top-down”蛋白分析方法。后来，完整的蛋白质通过酶切作用后，分解成多肽混合物，这些混合物进入质谱仪后，通过多肽指纹图谱或串联质谱的方法进行鉴定，这被称为"bottom-up"方法。显然，后者可以从多肽水平实现对蛋白质的分析和鉴定。