【儀器科普課堂】MALDI-TOF-MS知多少?

2021-01-16 實驗與分析


MALDI-TOF-MS(基質輔助雷射解吸電離飛行時間質譜, 英文名Matrix-Assisted Laser Desorption/ Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)是近年來發展起來的一種新型的軟電離生物質譜,其無論是在理論上還是在設計上都是十分簡單和高效的。

目前主流的MALDI-TOF應用在哪些領域?有哪些型號?其運行成本如何呢?


MALDI-TOF目前的應用領域?


MALDI-TOF MS在臨床方面有廣泛的應用,尤其是對微生物標本的快速鑑定。在臨床感染診斷中,MALDI-TOF MS被廣泛應用於臨床常見細菌的鑑定、樣本直接檢測、真菌鑑定、非結核分枝桿菌鑑定和病原菌耐藥性檢測等多個方面。目前已用於臨床的MALDI-TOF MS有生物梅裡埃的Vitek-MS和布魯克的Biotyper。

相對於3Q、傳統液質聯用的用戶肯定不是一個數量級的,畢竟產品的應用領域不同,MALDI-TOF相對於國內科研型的用戶更為熟悉一些。因為產品的原理特性使其更 適合測定蛋白質、多肽、多糖、核酸、高分子化合物等大分子物質。但隨著質譜特別是中高端質譜的普及,相關的一些應用也越來越廣,涉及面也越來越大。


MALDI-TOF-MS有何「過人之處」?


MALDI-TOF-MS是強力支持蛋白質組學分析的高性能設備。其優勢在於簡便、直觀,對於大分子混合物可不經分離就直接對其進行測定,基本不產生碎片峰,並且,儀器靈敏度高、測定速度快、易於實現高通量、可對蛋白進行大規模的鑑定及生物大分子的分子量測定。


追溯MALDI-TOF-MS的由來



島津公司員工田中耕一因為發明MALDI-TOF而獲得了諾貝爾獎,布魯克公司利用它開拓了醫學檢驗中微生物檢測的應用。


儀器的主要組成部分


儀器主要由兩部分組成:基質輔助雷射解吸電離離子源(MALDI)和飛行時間質量分析器(TOF)。MALDI的原理:是用雷射照射樣品與基質形成的共結晶薄膜,基質從雷射中吸收能量傳遞給生物分子,而電離過程中將質子轉移到生物分子或從生物分子得到質子,而使生物分子電離的過程。


因此它是一種軟電離技術,適用於混合物及生物大分子的測定。TOF的原理是離子在電場作用下加速飛過飛行管道,根據到達檢測器的飛行時間不同而被檢測即測定離子的質荷比(M/Z)與離子的飛行時間成正比,檢測離子。

MALDI技術在基質中的應用



基質是如何幫助樣品分子電離的




常用基質及選擇




MALDI-TOF質譜的分析步驟



優勢多多




MALDI TOF MS的主要構成模式




反射模式下解析度高於線性模式



該如何選擇MALDI-TOF-MS?






此外,國產儀器中,天瑞「基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜(MALDI-TOF-MS)目前已完成第二代樣機試製開發,為小批量生產做準備。


MALDI TOF的生物應用



應用:微生物的鑑定和分類




實驗流程





MALDI-TOF在醫檢領域不僅可以用於微生物鑑定,還可以擴展到更多生物大分子的檢測中。除了食品企業,在檢驗檢疫領域,MALDI-TOF也有很好的市場空間。比如乳品企業理論上都應該使用MALDI-TOF,目前此領域主要靠快檢手段,主要檢測大腸桿菌。

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