蛋白質(zhì)組學(xué)中常用質(zhì)譜儀匯總（一）

隨著質(zhì)譜技術(shù)的革新，產(chǎn)生了一系列高靈敏度和多用途的質(zhì)譜儀器，可廣泛應(yīng)用于高通量、高靈敏度的蛋白質(zhì)組學(xué)分析。商業(yè)上用于蛋白質(zhì)組學(xué)質(zhì)譜分析的儀器琳瑯滿目，如何選擇儀器也讓許多人感到頭疼。一般來(lái)說(shuō)，儀器的選擇主要取決于研究主題和用于蛋白質(zhì)鑒定的蛋白質(zhì)組學(xué)策略。本文對(duì)蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)室中常用的儀器以及儀器選擇前應(yīng)考慮的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做了匯總。目前，常見(jiàn)的用于在質(zhì)譜分析中分離離子的質(zhì)譜儀有六種：四極質(zhì)譜儀、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀、扇形磁質(zhì)譜儀、靜電質(zhì)譜儀、四極離子阱質(zhì)譜儀、離子回旋共振。

四極質(zhì)譜儀

直流偏壓會(huì)導(dǎo)致所有帶電分子加速并偏離中心線，速度與它們的電荷質(zhì)量成正比。如果航向偏離太遠(yuǎn)，它們會(huì)撞到金屬棒或容器的側(cè)面并被吸收。因此，直流偏壓的作用類似于質(zhì)量規(guī)范的磁場(chǎng)B，并且可以調(diào)整到特定的電荷質(zhì)量比，從而擊中探測(cè)器。

圖注：四極管示意圖

在90度方向和90度相移 (phase shift) 的兩個(gè)正弦電場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)隨時(shí)間呈圓形振蕩。因此，當(dāng)帶電粒子向下飛向探測(cè)器時(shí)，它們將以螺旋狀運(yùn)動(dòng)，螺旋的直徑由分子的電荷質(zhì)量比和電場(chǎng)的頻率以及強(qiáng)度決定。直流偏壓和圓旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)的共同作用使電荷粒子以螺旋狀彎曲運(yùn)動(dòng)。因此，通過(guò)校準(zhǔn)彎曲螺旋的峰值的時(shí)間與探測(cè)器在四極桿末端的位置一致，使得分子電荷質(zhì)量比有很多選擇性。

飛行時(shí)間質(zhì)譜儀

TOF分析儀不使用電場(chǎng)或磁場(chǎng)，而按時(shí)間分離離子。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，TOF與色譜法相似，只是沒(méi)有固定相/流動(dòng)相，而是根據(jù)離子的動(dòng)能和速度進(jìn)行分離的。相同電荷的離子具有相等的動(dòng)能；飛行管中離子的動(dòng)能等于離開(kāi)離子源時(shí)離子的動(dòng)能，即：

公式（1）

飛行時(shí)間，或離子通過(guò)飛行管所需的時(shí)間為：

公式（2）

• L=管子長(zhǎng)度

• v=管子速度

用方程式1代替方程式2中的動(dòng)能作為飛行時(shí)間：

公式（3）

在分析過(guò)程中，L管長(zhǎng)、離子源電壓V保持不變，可以說(shuō)飛行時(shí)間與質(zhì)量電荷比的根成正比。

然而，在質(zhì)量較高的情況下，由于飛行時(shí)間較長(zhǎng)，很難達(dá)到所需的分辨率。同樣，在高質(zhì)量時(shí)，并非所有m/z值相同的離子都能達(dá)到理想的飛行時(shí)間速度。為了解決這個(gè)問(wèn)題，通常會(huì)在分析儀中添加一個(gè)反射管。反射管由一系列置于飛行管末端的極高壓環(huán)形電極組成。當(dāng)一個(gè)離子進(jìn)入反射管時(shí)，由于高壓，它會(huì)被反方向反射。

一個(gè)反射。圖片來(lái)源：維基百科

反射管通過(guò)縮小單個(gè)m/z值的飛行時(shí)間寬帶范圍來(lái)提高分辨率。更快的離子進(jìn)一步進(jìn)入反射鏡，而較慢的離子進(jìn)入反射管的次數(shù)更少。這樣，m/z值相同的慢離子和快離子同時(shí)到達(dá)探測(cè)器，而不是在不同的時(shí)間到達(dá)探測(cè)器，從而縮小了輸出信號(hào)的帶寬。

反射管圖。附在反射管（左）上的離子鏡（右）。施加在一堆金屬板上的電壓產(chǎn)生電場(chǎng)，將離子反射回飛行管。在這種特殊的設(shè)計(jì)中，反射鏡電極之間的間隙過(guò)大，這可能會(huì)導(dǎo)致鏡面內(nèi)的場(chǎng)發(fā)生畸變（由于真空管的金屬表面接近而引起的）。圖片來(lái)源：維基百科

本文由百泰派克生物科技整理編輯。

百泰派克生物科技專注于蛋白質(zhì)理化性質(zhì)分析及結(jié)構(gòu)解析、以質(zhì)譜技術(shù)為基礎(chǔ)的蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)技術(shù)，致力于建立國(guó)際領(lǐng)先的蛋白質(zhì)研究分析技術(shù)平臺(tái)，為各科研院所和大學(xué)提供高效、準(zhǔn)確、性價(jià)比高的蛋白質(zhì)（組）研究技術(shù)。

百泰派克技術(shù)平臺(tái)

檢測(cè)分析平臺(tái)：多臺(tái)高分辨率質(zhì)譜儀、高效液相色譜、氣相色譜，NMR。

蛋白質(zhì)組分析平臺(tái)：Label-free、iTRAQ、SILAC、SWATH、MRM；蛋白質(zhì)定性定量鑒定、蛋白質(zhì)差異分析、發(fā)現(xiàn)疾病標(biāo)記物、發(fā)現(xiàn)藥物靶標(biāo)。

代謝組分析平臺(tái)：靶向代謝組學(xué)、非靶向代謝組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)分析；通量達(dá)1000種代謝分子、代謝通路分析、代謝靶標(biāo)鑒定。流式細(xì)胞多因子檢測(cè)平臺(tái)：CBA、FlowCytomix；微量樣品需求，分析多種細(xì)胞因子。

蛋白質(zhì)從頭測(cè)序平臺(tái)：Obitrap Fusion Lumos質(zhì)譜儀、PEAKS軟件分析；100%序列測(cè)定，精準(zhǔn)蛋白、抗體測(cè)序。

生物制藥分析平臺(tái)：生物藥物鑒定、變異性分析、純度分析。

流式細(xì)胞多因子檢測(cè)平臺(tái)：CBA、FlowCytomix；微量樣品需求，分析多種細(xì)胞因子。