质谱检测蛋白含量(质谱测蛋白质)

海潮机械 2023-01-21 20:27 编辑:admin 89阅读

1. 质谱测蛋白质

一级质谱鉴定的方式主要为胎指纹图谱(PMF),即利用质谱仪精确测量酶解片段的分子量并搜库比较实现蛋白质的鉴定;

二级质谱是在一级质谱的基础上再选择部分肽段做进一步的破碎并对碎片进行深入分析和比较,鉴定出该肽段的序列并结合PMF的结果从而实现蛋白质的鉴定。

二级质谱能够得到部分肽段的序列,具有更高的可靠性。随着现在对数据的要求越来越严格,二级质谱鉴定是蛋白鉴定的大趋势,而且即使目前做一级质谱鉴定的结果,也需要挑选部分PMF结果做二级质谱验证。

2. 质谱测蛋白质序列

基因组:以生物体所有的核酸为研究对象,狭义的基因组定义为生命体的全套DNA,广义的基因组则包含DNA、mRNA、lncRNA等参与到基因表达调控的所有核酸序列。其主要研究手段为基因测序,以华大基因为代表。转录组通常可认为是基因组的简化研究手段,即所有转录本的集合。

蛋白组:生物体基因组所编码的全套蛋白质。鉴于蛋白质表达的时空特异性,各组织器官或者特定亚细胞结构器(如线粒体、叶绿体),甚至是外泌蛋白,也可以成为一个蛋白组。所以蛋白质组是信号转导、分子发育最为直接的手段。其主要研究手段为生物质谱,在国内以牟合蛋白为典型。

3. 蛋白质测序 质谱

核酸质谱分析系统是一种物理方法,其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离,生成不同荷质比的带正电荷的离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器。在质量分析器中,再利用电场和磁场使发生相反的速度色散,将它们分别聚焦而得到质谱图,从而确定其质量。

核酸质谱分析系统分离和检测不同同位素的仪器。即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理,按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。

飞行质谱:早期的飞行质谱为基质辅助激光解吸离子飞行质谱(maldi-tofms),基质使被分析蛋白质离子化,再由质谱测定。seldi把基质改为以色谱原理设计的蛋白芯片,增强了分离能力。芯片技术最初应用于DNA分析,称基因芯片。由于芯片整合了多种高技术:高度集成、超微化、计算机化、自动化,具有多样、快速等优点,也成了飞行质谱的首选。

4. 质谱测蛋白质的仪器

生命科学被誉为21世纪的最前沿科学之一,随着人类第一张基因序列草图的完成和发展,生命科学的研究也将进入一个崭新的后基因组学,即蛋白质组学时代。

正如基因草图的提前绘制得益于大规模全自动毛细管测序技术一样,后基因组研究也将会借助于现代生物质谱技术等得到迅猛发展。本文拟简述生物质谱技术及其在生命科学领域研究中的应用。

1 质谱技术

质谱( Mass SPectrometry)是带电原子、分子或分子碎片按质荷比(或质量)的大小顺序排列的图谱。

质谱仪是一类能使物质粒子高化成离子并通过适当的电场、磁场将它们按空间位置、时间先后或者轨道稳定与否实现质荷比分离,并检测强度后进行物质分析的仪器。质谱仪主要由分析系统、电学系统和真空系统组成。

质谱分析的基本原理

用于分析的样品分子(或原子)在离子源中离化成具有不同质量的单电行分子离子和碎片离子,这些单电荷离子在加速电场中获得相同的动能并形成一束离子,进入由电场和磁场组成的分析器,离子束中速度较慢的离子通过电场后编转大,速度快的偏转小;

在磁场中离子发生角速度矢量相反的偏转,即速度慢的离子依然偏转大,速度快的偏转小;当两个场的偏转作用彼此补偿时,它们的轨道便相交于一点。

与此同时,在磁场中还能发生质量的分离,这样就使具有同一质荷比而速度不同的离子聚焦在同一点上,不同质荷比的离子聚焦在不同的点上,其焦面接近于平面,在此处用检测系统进行检测即可得到不同质荷比的谱线,即质谱。

通过质谱分析,我们可以获得分析样品的分子量、分子式、分子中同位素构成和分子结构等多方面的信息。

5. 质谱鉴定蛋白质方法

蛋白指纹图谱是一种生物技术,它可以用来研究蛋白质的结构和功能。蛋白指纹图谱是通过对蛋白质进行电泳分离,并使用质谱测定技术对蛋白质进行分析,生成一张“图谱”来表示蛋白质的分子量、结构和组成等信息。

蛋白指纹图谱技术可以用来研究蛋白质的结构和功能之间的关系,帮助研究人员了解蛋白质的作用以及其在生物体内的功能。蛋白指纹图谱技术还可以用来鉴定蛋白质的种类和组成,帮助研究人员确定蛋白质的来源和分类。此外,蛋白指纹图谱技术还可以用来检测蛋白质的变化,帮助研究人员了解蛋白质在不同条件下的变化情况。

6. 质谱检测蛋白

19世纪末,E.Goldstein在低压放电实验中观察到正电荷粒子,随后W.Wein发现正电荷粒子束在磁场中发生偏转,这些观察结果为质谱的诞生提供了准备。

1912年,英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆逊研制出一台简易质谱仪,为后来质谱的发展奠定了基础。

1917年,电喷雾物理现象被发现(一个伟大的发现,可是并非为了在质谱神器上使用)。

1918年,Dempster 180°磁扇面方向聚焦质谱仪。

1919年,弗朗西斯·威廉·阿斯顿研制出第一台精密精质谱仪,测定50多种同位素,制作第一张同位素表。

1935年,马陶赫(Marttauch)和赫佐格(R.Herzog)根据他们的双聚焦理论,研制出双聚焦质谱仪。

1940年,尼尔(Nier)设计出单聚焦磁质谱仪,又于1960年设计并制成了一台小型的双聚焦质谱仪。

1942年,第一台商品质谱仪。

1953年,由鲍尔(Paul)和斯坦威德尔(Steinwedel)提出四极滤质器;同年,由威雷(Wiley)和麦克劳伦斯(Mclarens)设计出飞行时间质谱仪原型。

1954年,英格拉姆(Inghram)和海登(Hayden)报道的Tandem系统,即串联的质谱系统(MS/MS)。

1955年,Wiley &Mclarens 飞行时间质谱仪。

1960's,开发GC/MS。

1974年,回旋共振质谱仪。

1979年,传送带式LC/MS接口成为商业产品。

1982年,离子束LC/MS接口出现。

1984年,John Fenn发明一种软电离离子源,即电喷雾电离源(ESI),大力促进了质谱技术在大分子分析领域,特别是生物大分子领域的应用。

1988年,电喷雾质谱仪首次应用于蛋白质分析。

1989年,Hens G. Dohmelt和 W. Paul,因离子阱(Iontrap)的应用获诺贝尔物理奖。

1990年,Katta and Chait 电喷雾电离质谱观察蛋白质构象改变。

1993年,商品电喷雾质谱仪。

1995年,付立叶变换离子回旋共振质谱仪(与ESI和MALDI联用)。

1998年,高分辨飞行时间质谱仪(DelayExtract, Reflectron技术)。

2002年,J. B. Penn 和田中耕一因电喷雾电离(electronspray ionization, ESI)质谱和基质辅助激光解吸电离(matrix-assisted laser desorption ionization, MALDI)质谱获诺贝尔化学奖。

2014年,Mr.ienore发布了一种反冲质谱仪的构想。