应用非变性质谱-行波式离子淌度谱表征完整糖蛋白复合物的稳定性及小规模结构差异

在完整复合物层面表征糖蛋白复合物的高级结构和动态学,对于研究蛋白质功能具有重要意义。行波式离子淌度与非变性质谱结合不仅可提供额外的正交分离维度,还可通过测定碰撞截面积(CCS)获取分析物的几何特征信息,助力结构表征。本工作针对糖蛋白复合物稳定性及小规模结构差异的表征需求,选取由不同物种表达的亲和素作为糖蛋白模式复合物,探究离子淌度在非变性质谱分析中可提供的结构信息。结果表明,离子淌度可在完整复合物水平上分离蛋白型亚群分布,能够反映高阶复合物的几何特征,以及蛋白在气相解离条件、电荷调控条件和经电荷调控的气相解离条件下的构象变化程度,可应用于糖蛋白复合物体系的稳定性评价。     

反相液相色谱-电喷雾-离子阱-飞行时间质谱法定量分析N-非取代肝素/硫酸乙酰肝素

肝素和硫酸乙酰肝素由重复的二糖单元组成,其组分和结构与重要的生物病理、生理作用息息相关。这些二糖单元包括含量较高的N-硫酸化葡萄糖胺、N-乙酰化葡萄糖胺和含量较低的N-非取代葡萄糖胺残基。本研究采用2-氨基吖啶酮标记二糖,结合反相液相色谱-电喷雾-离子阱-飞行时间质谱法(RP-LC-ESI-IT-TOF MS)分析肝素/硫酸乙酰肝素中N-非取代二糖。通过优化检测条件,实现了12种肝素/硫酸乙酰肝素二糖的基线分离,并采用外标法相对定量分析各二糖组分。该方法适用于分析含有N-非取代二糖的肝素衍生物,可为进一步研究N-非取代葡萄糖胺的结构与功能提供检测方法,有助于更好地理解N-非取代葡萄糖胺残基在人类健康与疾病管理中的重要作用。     

钠离子化和质子化环肽类似物的碰撞裂解途径比较

近年来，环肽因其生物学功能和结构多样性受到广泛关注，但它们的结构鉴定比线性肽更困难。碰撞活化解离(CAD)质谱技术是分析环肽结构的重要手段。本工作通过电喷雾电离技术产生4种环肽类似物的钠离子化和质子化离子，并采用串联质谱进行研究。钠离子化和质子化离子的CAD谱图表现出较大差异，其中钠离子化复合物在测序方面优于质子化复合物。对于钠离子化复合物来说，钠离子与环内的主链羰基氧原子配位，其CAD谱图易于解析；而质子化复合物的CAD谱图存在多个平行的解离通道，比较复杂，并且这种复杂性与环肽类似物的官能团密切相关。结合2种复合物的CAD谱图，可以提供环肽类似物的互补信息，使其结构鉴定更加可靠。     

应用基于非变性质谱及串联质谱的碎片互补法分析完整IgA2抗体及其尺寸变异体

在完整蛋白及其复合物层面表征糖蛋白可提供修饰程度、变异体分布、结合计量关系等方面的重要结构信息。大量天然蛋白质及蛋白质药物都以糖蛋白形式存在,随着糖基化程度的增大,蛋白体系的异质性增强,糖链与肽链理化性质的差异使得常规表征手段容易损失准确性。使用质谱测定会因蛋白型质量分布展宽造成信号重叠,以及不同糖型离子化响应差异造成不同价态蛋白型质量分布差异而损失准确度,甚至无法实现分子质量测定。为解决这一问题,开发了基于有限价态还原的非变性质谱方法,但这些方法有的存在还原效率有限,有的需使用仅个别型号商品化仪器才具备的基于电子/质子转移的气相反应功能,应用范围受到限制。本工作针对含有非共价亚基的完整IgA2单克隆抗体及其尺寸变异体复合物体系,使用基于非变性质谱及串联质谱的碎片互补方法,以及碰撞诱导解离(CID)或高能碰撞解离(HCD)反应,综合利用有限价态还原效应和解离反应的质量守恒约束条件,实现高异质性糖蛋白复合物的测定。通过与针对全体蛋白型系综还原方法及蛋白型亚群有限还原方法的平行比较和交叉验证,评价各种方法的性能。结果表明,在解离产物特异性高且分子质量均一的情况下,碎片互补法可充分保证价态及...     

硫酸类肝素二糖的质谱裂解规律探析

硫酸类肝素结构决定了它与蛋白之间的相互作用,对硫酸类肝素结构的解析,能够进一步阐明结构与功能之间的关系。本实验采用电喷雾离子阱-多级质谱技术（ESI-MSⁿ）在负离子模式（ESI^-）下探析了12种硫酸类肝素二糖的裂解规律。实验发现：二糖中亚硫酸根的位置和数量对其在质谱分析中的稳定性起着决定作用,所含亚硫酸根越多越不稳定;N-位亚硫酸根比C-2位和C-6位亚硫酸根更容易丢失。此外,二级质谱表明,同分异构体有其特定的裂解规律。该质谱裂解规律有助于硫酸类肝素二糖同分异构体的鉴定,可为多级质谱在硫酸类肝素结构研究中的应用提供理论依据。     

冷喷雾电离质谱法分析表征四逆汤中的酸碱非共价复合物

本研究采用冷喷雾电离质谱(CSI-MS)法表征四逆汤中7组酸碱化合物形成的非共价复合物。通过自行搭建的冷喷雾电离装置，以经液氮冷却的氮气作为离子源鞘气，为酸碱非共价复合物质谱分析提供低温电离条件。采用四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱采集一级全扫描和二级碰撞诱导解离模式下的质谱数据。结果表明，在正、负离子模式下，均可检测到7组酸碱化合物之间形成的非共价复合物。进一步使用等温滴定量热实验和计算化学方法分析代表性酸碱化合物间的非共价相互作用模式，验证了CSI-MS的实验结果。该方法可为探索四逆汤自沉淀的形成机制提供理论依据和技术参考。     

基于纳米毛细管的非变性质谱分析

非变性质谱利用电喷雾电离质谱技术从非变性缓冲溶液中研究自然折叠状态下的蛋白质、核酸及其复合物,是大型蛋白质组装体、蛋白质-药物复合物、核酸-配体复合物的结构、组成及其相互作用解析的重要工具。生化缓冲溶液中的非挥发性盐能提供足够的离子强度和适宜的pH值,以维持蛋白质、核酸分子折叠和结合状态,但通常与电喷雾电离质谱不兼容。基于纳米毛细管的电喷雾电离具备强大的基质耐受能力,为直接从生理或近生理缓冲溶液中完成蛋白质及其复合物的高效离子化提供了可能,极大地促进了近年来非变性质谱的应用研究。本文综述了纳米毛细管的制备与表征方法及其尺寸和界面性质导致的电离行为特性,回顾了近10年来纳米毛细管在非变性质谱中的应用研究进展。     

非变性离子淌度质谱在蛋白质结构及构象疾病研究方面的应用

离子淌度质谱技术可以分离空间尺寸或构象不同的离子,能够在近似生理条件下表征蛋白质及其复合物的构象,可提供蛋白质及其复合物的构象稳定性及异质性、化学计量比等多重信息,已成为蛋白质构象及蛋白质-配体相互作用研究的重要手段。非变性离子淌度质谱还具有灵敏捕获蛋白质构象动态转变的特点,适用于低浓度、高异质性的蛋白混合物分析。本文综述了离子淌度质谱的基本原理、获取数据及信息形式、以及在蛋白质构象及蛋白质-配体相互作用研究领域的应用进展,重点关注其在蛋白质错误折叠、聚集动力学及与配体相互作用的应用研究。     

基于离子淌度质谱研究低浓度甘油对蛋白质结构的影响

甘油作为水溶液中蛋白质的稳定剂,研究其存在时蛋白质的结构变化对蛋白质相关研究和应用具有重要意义。本研究以牛血清白蛋白(BSA)为模型蛋白,采用离子淌度质谱(IM-MS)法和动态光散射法考察在近似生理条件下低浓度甘油对蛋白质结构的影响。在一定浓度范围内,甘油可引起BSA平均电荷和碰撞截面积(CCS)的增加,单个电荷状态也经历了CCS值的增加,还可导致BSA水化半径的增加,表明低浓度甘油可引起溶液中蛋白质结构松散。此外,含0.5%甘油的BSA去折叠的开始电压较高,且去折叠过渡发生在更宽的电压范围内,表明低浓度甘油可提高蛋白质的稳定性。本工作可为甘油稳定蛋白质的机制研究提供参考。     

汞结合金属硫蛋白的色谱-质谱表征方法

哺乳动物金属硫蛋白(MT)基因的多形态特征决定了MTs在组织中存在着不同的亚型和次亚型结构,并可据此进行各亚型的分离[1];如利用MT-1和MT-2在溶液中所带的负电荷数不同,可用阴离子交换色谱法(AEC)进行分离.本工作拟用RPC分别与电感耦合等离子体质谱(ICPMS)和电喷雾电离质谱(ESIMS)联用,对灌喂HgCl2大鼠肾脏中的多金属结合MT分子的精细结构进行表征研究.     

东西分析Ebio Reader 3700飞行时间质谱系统成功创建新冠病毒(COVID-19)肺炎蛋白指纹图谱

正近日,经与北京市疾病预防控制中心合作,北京东西分析仪器有限公司利用自主研发生产的Ebio Reader3700飞行时间质谱系统(新冠病毒肺炎检测),借助创新的蛋白指纹图谱质谱技术,成功建立了新冠病毒(COVID-19)肺炎的蛋白指纹图谱。这是新冠病毒肺炎蛋白质谱图谱信息的首次记录,对新冠病毒肺炎诊断和检     

基于离子淌度-质谱技术分析小分子代谢物的研究进展

近年来,不同原理的离子淌度技术相继出现,与质谱技术相结合已广泛应用于许多领域。在小分子代谢物分析中,氨基酸的手性识别、聚糖的结构解析、脂质的结构表征和类固醇的分析十分重要,但由于小分子代谢物化学性质迥异,且普遍存在同分异构现象,增加了分析难度。离子淌度-质谱(IM-MS)技术为复杂基质中小分子代谢物的快速分离和分析提供了新思路,根据离子的质荷比、碰撞截面积(CCS)和结构信息,可快速区分、表征小分子代谢物及其同分异构体。本文介绍了离子淌度-质谱(IM-MS)的主要类型及其在小分子代谢物分析中的应用情况和存在的不足,并展望其发展前景。     

改性HTPE和HTPB的多谱学表征和热裂解机理研究

为研究端羟基聚丁二烯(HTPB)和端羟基聚醚(HTPE)黏合剂端基和主链改性对其热解特性的影响，本工作利用U型固定床热解反应器结合光电离质谱(SPI-MS)在线检测装置开展改性后黏合剂的热解实验。首先，采用红外光谱(FTIR)仪、核磁共振氢谱(¹H-NMR)仪和热重分析(TGA)仪表征和分析改性后黏合剂的结构和热解性能，再通过在线质谱实时动态分析改性黏合剂热解产物的组分变化，研究改性黏合剂的热解反应机理。结果表明，HTPB和HTPE的端基和主链改性后的黏合剂表现出不同的热稳定性，其中，主链改性对HTPB热解行为的影响大于端基改性，这2种改性方法都使热解过程中反应类型增多，进而导致产物种类增加。     

元素硫介导的氟化共价三嗪骨架的制备与研究

CTFs材料具有独特富氮骨架结构、高比表面积、可调的孔结构、极性表面,以及物理化学稳定性优异,可以作为一种理想的硫容器,载硫后可作为锂硫电池的正极。本文以四氟对苯二甲腈(TFTN)和对苯二甲腈(DCB)作为核心建筑块,以ZnCl₂为催化剂,合成了共价三嗪骨架聚合物FN-CTF(1∶3)。负载硫后制备了含硫复合物SFN-CTF(1∶2)。拥有SFN-CTF(1∶2)正极的电池在0.2C下表现出1084.4mA1hg的高容量,在0.5C下循环200次后容量保持率为71.32%。结果证实,SFN-CTF(1∶2)具有较好的化学稳定性,可作为Li-S电池的正极在生产生活中应用。     

气相中2-甲氧基乙酸参与9-芴甲氧羰基脱除反应的质谱研究

本研究主要探讨气相条件下,乙酸(HAc)、3-甲氧基丙酸(MPA)和2-甲氧基乙酸(MAA)在氨基酸保护基9-芴甲氧羰基(Fmoc)脱除过程中的作用。采用自制的纳喷装置将反应溶液依次雾化进入质谱仪,在线监测3种羧酸分别与不同氨基酸底物反应的关键离子,探讨羧酸与底物结构对复合物形成及质谱解离模式的影响。结果表明,对于同一氨基酸结合不同羧酸的复合物,只有相对含量较高的MAA复合物发生了解离。这可能是因为MAA 2号位的甲氧基促进了MAA与Fmoc基团9号碳上H的复合,降低了该H解离过渡态能垒,从而有利于MAA与Fmoc保护的氨基酸(X_f,X_f=G_f,A_f,V_f,L_f,M_f,F_f,P_f)形成的复合物[X_f+MAA-H]^-阴离子中Fmoc的解离。对于MAA的不同氨基酸复合物而言,N上没有H的P_f复合物阴离子[P_f...     

CrB2(0001)表面特性和电子结构的第一性原理研究

基于第一性原理的密度泛函平面波赝势方法,对两种不同终端CrB2(0001)的表面性能:表面弛豫、表面能和电子结构等进行了计算和分析.当CrB2(0001)表面结构原子层数达到9时,表面层间距快速收敛.通过分析差分电荷密度和态密度(PDOS),可以得出硼终结CrB2(0001)表面结构比铬终结CrB2(0001)具有较小的界面能和较强的电子相互作用,表面更稳定.     

芴基荧光聚合物材料合成中间体的质谱分析

本文报导了新化合物 2 ,7-双 ( 4,4 ,5 ,5 -四甲基 -1 ,3 ,2二氧杂硼烷 -二基 ) -9,9-二辛基芴的 EI和 ESI的质谱 ,利用质谱 -质谱 ( MS/ MS)分析 ,确认了该谱图中母离子和子离子的关系 ,讨论了其碎裂途径 ,为其结构鉴定提供了依据     

生物质谱在核糖核酸领域的应用

综述了近十年来生物质谱用于分析核糖核酸的应用进展。概述了电喷雾电离质谱(ESI-MS)、基质辅助激光解析电离质谱(MALDI-MS)的原理。论述了生物质谱用于分析生物大分子具有准确、快速、灵敏度高等优点。总结了质谱用于单核苷酸多态性分型分析(SNP genotyping);对短的串联重复序列(STR)分析;基因缺陷而导致的疾病诊断;对寡核苷酸片段的序列分析等4个方面的研究成果。讨论了应用ESI-MS分析寡核苷酸形成的非共价复合物,包括研究寡核苷酸的高级结构、寡核苷酸与蛋白质间形成的复合物、寡核苷酸与其它配体小分子间相互作用。提出了存在的问题,并展望了生物质谱未来的发展方向。     

ESI-Q-TOF-MS/MS研究N-取代邻苯二甲酰亚胺衍生物的裂解途径

为了研究N-取代邻苯二甲酰亚胺类衍生物的质谱裂解行为,应用电喷雾-四极杆-飞行时间串联质谱(ESI-Q-TOF-MS/MS),在正离子模式下研究了5种N-取代邻苯二甲酰亚胺衍生物的质谱裂解行为,并对其质谱裂解途径进行解析,为表征该类化合物提供了依据。实验发现该5种化合物具有相似的裂解途径,即丢失化合物母核N-羟基邻苯二甲酰亚胺,甲醇和CO等中性小分子。化合物1~4的特征离子为丢失N-羟基邻苯二甲酰亚胺和甲醇产生的离子;化合物5的特征离子为丢失N-羟基邻苯二甲酰亚胺产生的类似于卓鎓离子结构的离子,该特征离子继续丢失甲醇和CO,最后卓鎓离子继续开裂丢失一分子C₂H₂。     

砷的微波等离子体炬质谱行为探究

本研究将氢化物发生(HG)技术与微波等离子体炬(MPT)相结合,开发了一种针对砷元素的快速、灵敏的常压直接质谱分析方法,即氢化物发生-微波等离子体炬质谱(HG-MPT-MS)法,并在此基础上系统探究了不同电离条件下砷的质谱行为。在正、负离子模式下,砷具有显著区别于电喷雾电离(ESI)、电感耦合等离子体(ICP)等电离技术的特征质谱峰(如可实现分子电离,易与硝酸根等离子结合,甚至形成砷酸根离子的二聚体等),且背景干净、信号响应强,适用于对复杂样品中的微量砷进行直接质谱分析。此外,还研究了盐酸浓度对氢化砷信号强度和电离行为的影响,以及微波功率对砷电离行为的调控。与ICP相比,MPT在分析砷元素时具有极低的功耗和氩气消耗、软电离以及能量连续可调控等优势。结果表明,在1～500μg/L浓度范围内,砷浓度与其信号强度具有良好的线性关系,线性相关系数(R²)大于0.998,检测限为0.02μg/L,且各待测离子的信号稳定性和峰形均较好。