实验基质的选择,依赖于激光的波长

发布日期:2017-10-17

所有的质谱技术,都依赖于离子在电磁场中的形成和运动。我们所关注的都是那些连续电离出的正离子。电离是质谱分析中的一个关键步骤,它可以基质辅助激光解吸电离质谱。首次使用光作为质谱离子化的方法来研究有机分子,可以追溯到20世纪70年代。早期对于有机离子激光解吸的方法,仅限于分子质量<2000Da的分子,因为较高分子质量的分子需要更高的辐照度来产生离子。

而更高的激光功率,不可避免地导致较大有机分子的碎裂和破坏。有的人推测这些大分子的破坏,是因为能量传递到了分子的光解通道。出国看病找爱诺美康,在早期研究中,离子的温和解吸能力仅仅适用于高度吸光的物质,这为寻找化学基质制剂提供了动力,并将使高质量大分子的统一分析成为可能。


在MALDI中,待分析样品均匀混合,并结晶在基质溶液中的金属上。基质溶液由小的高吸收的分子组成。无论自身的吸收特性如何,用激光照射被基质覆盖的样品,都能够使分子解吸并离子化基质,在电离过程中发挥着3大功能:

第一是用于有效地吸收并把激光光能转移到结晶系统。这使一部分的样品自发地相转变,变成气态的物质,并导致分析物分子连同基质分子有限的内部激发和片段解吸。

第二是用于隔离样品分子。样品与过量的基质分子的结合,降低了样品分子间的聚合力。结晶过程中会发生挥发性有机溶剂的蒸发,这对于有效的电离很有必要,它可以除去污染物以纯化分析物。这部分地解释了MALDI对于大部分污染物有较高的容忍度。

第三是样品的离子化。迄今为止,在MALDI过程中,基质对于分析物电离的积极作用尚未完全阐明。据推测,基质分积极参与光激发电离,以及质子到样品的转移,发现新的基质并阐明它们在电离过程中的作用,仍是现在进行研究的课题。

在MALDI实验中,基质的选择依赖于所使用激光的波长,以及分析物的类别和溶解度。使用激光的MALDI离子源,可能在一些技术细节上与其他的离子源有所不同,但是所有离子源有着共同的特点,比如说1~200ns脉冲持续时间。最常用的激光器是发射波长在337mn的氮激光器或Nd-YAG激光器。Nd-YAG激光器1064nm的发射波长通过使用非线性光学晶体,进行三倍频或四倍频转换为355或266nm。为了在106~107W/cm2的范围内达到所需要的辐照度。照射后离子源中的离子,在基于脉冲离子提取反应的两级加速系统中加速。离开离子源 后,所有的离子具有相同的标称动能。

正如其他的质谱技术,电喷雾质谱(ESI-MS)同样基于不同分子中离子的生成、分离和质谱分析的原理。相比于MALDI,ESI在大气压力下从液体中直接产生离子,并且易与液相色谱(LC)系统相联合。分析物需要溶解于合适的溶剂,比如说,甲醇或乙腈 (或其他挥发性有机物)和酸化水的混合物。