生物质谱有哪些应用

❶ 质谱的展望

进入 21 世纪，现代科学技术的发展对分析测试技术提出了新的挑战。与经典的化学分析方法和传统的仪器分析方法不同，现代分析科学中，原位、实时、在线、非破坏、高通量、高灵敏度、高选择性、低耗损一直是分析工作者追求的目标。在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的方法。电喷雾解吸电离技术、电晕放电实时直接分析电离技术和电喷雾萃取电离技术的提出，满足了时代的需要，满足了科学技术发展的要求，为复杂样品的快速质谱分析打开了一个窗口。
便携式质谱仪是新型质谱仪的研究热点之一，便携式质谱仪的研究主要集中在离子化技术、质量分析技术方面，检测器多采用 Detech 公司和 SGE 公司的商品化检测器。为适应离子化技术、质量分析技术的快速发展，开发高性能离子检测技术已迫在眉睫，而低噪音、高稳定性、宽质量范围、较低的质量岐视、长寿命、低成本将是离子检测技术发展中所要追求的目标。
质谱和光谱、核磁共振等方法是并列关系，暂时很少有交叉领域。实际上，质谱和这些经典谱学方法之间的交叉，也是应该值得重视的研究领域。
生物质谱可提供快速、易解的多组分的分析方法，且具有灵敏度高、选择性强、准确性好等特点，其适用范围远远超过放射性免疫检测和化学检测范围，生物质谱在检验医学中主要可用于生物体内的组分序列分析、结构分析、分子量测定和各组分含量测定。1．核酸检测的应用：核酸的分子生物学研究已经成为生命化学、分子生物学及医学领域中最具有活力的研究方向之一。通过现代生物质谱技术，我们不但能够得到寡聚核苷酸的分子质量，而且能够通过相关的技术得到它的序列信息。2．小分子生物标志物检测的应用：质谱在检验医学中应用较早、较广泛的是用核素稀释GC—MS分析小分子生物标志物，该方法是很多生物小分子检测的参考方法，主要分析项目有氨基酸、脂肪酸、有机酸及其衍生物、单糖类、前列腺素、甲状腺素、胆汁酸、胆固醇和类固醇、生物胺、脂类、碳水化合物、维生素、微量元素等，其中很多项目的方法比较完善，如激素的检测和利用串联质谱法进行新生儿氨基酸、游离肉毒碱和酰肉碱的筛查系统，2004年l2月24目美国食品药品管理局(FDA)还专门制订了“用串联质谱法分析新生儿氨基酸、游离肉毒碱和酰基肉碱筛选检测系统”的指导性文件。生物质谱作为参考方法，在临床检验的量值溯源工作中也发挥着重要作用。由于质谱方法在测量的准确性和可靠性上所具有的巨大优势，很多国际组织或校准品制造商都用质谱法作为参考方法，对一些测定项目的校准品进行定值，如：葡萄糖、尿酸、T4、肌酐等。3．大分子生物标志物检测的应用：大分子生物标志物按结构可分为蛋白质、糖蛋白和低聚核苷酸。蛋白质是疾病的重要生物标志物，当异常基因产生异常蛋白质后，临床实验室可通过测量代谢物浓度、代谢物组变化、检测疾病相关异常功能蛋白、结构蛋白或蛋白指纹图谱 等来提供用于诊断疾病的数据。代谢物组、蛋白质组、基因组分析间的相互作用将是今后几年我们面临的主要挑战与发展机遇。临床检验将通过连续地进行这些分析，先鉴别与疾病有关系的代谢物组，然后通过对蛋白质和(或)DNA的分析验证鉴别结论，再连同其他临床信息和实验室数据，最后确定疾病的严重程度，并制定治疗策略。肿瘤标志物的测定是生物质谱技术在临床检验应用中最为突出和有价值的领域，生物质谱技术最有希望成为肿瘤的早期检测方法。根据生物质谱技术对乳腺癌等l2种肿瘤的血清及尿液检测结果已证实，其检测灵敏度82%～99%；诊断特异性为85%～99%，这是一个令人震惊的结果。4．微生物鉴定的应用：通过每种细菌分离物的生物质谱可得到基于每种细菌惟一的肽模式或指纹图谱来鉴别细菌，Hsu已用串联质谱鉴定了沙门菌。由于蛋白质在细菌体内的含量较高，生物质谱可常用于细菌属、种、株的鉴定；而串联质谱还可针对糖类或脂类的脂肪酸组成进行鉴定；此外，通过对生物样本进行处理后，串联质谱也可从单细菌水平发现和确定病原菌及孢子；对特殊脂质成分的分析则可了解样本中病原菌的活力和潜在感染。5．药物分析的应用：质谱在药物分析中的应用包括：合成药物组分分析，天然药物成分分析，肽和蛋白质药物(包括糖蛋白)氨基酸序列分析，药物代谢研究和中药成分分析。在检验医学中应用较多的是治疗药物监测(TDM)，以前药物检测主要使用免疫化学技术和高效液相色谱技术。虽然，免疫化学技术简单易行，但是所测定药物种类比较少。高效液相色谱技术测定药物种类虽较多，但定性的可靠性差。然而，液相色谱与质谱(LC．MS)联用技术检测药物准确、快速，几乎可以用于所有药物检测，如抗癌药、免疫抑制剂、抗生素以及心血管药，LC．MS技术有望成为药物检测的最强有力的工具。

❷ 用于微生物检测鉴定的质谱技术主要有哪些

用于微生物检测鉴定的质谱技术主要有哪些
质谱随着科学技术的进步，20世纪80年代以来，有4种软电离技术产生，分别为等离子体解吸（PD-MS）、快原子轰击（FAB ）、电喷雾（ESI ）和基质辅助激光解吸/电离（MALDI）。
等离子体解吸的原理是：采用放射性同位素的核裂变碎片作为初级粒子轰击样品使其电离，样品以适当溶剂溶解后涂布于0.5-1µm 厚的铝或镍箔上，核裂变碎片从背面穿过金属箔，把大量能量传递给样品分子，使其解吸电离。在制备样品时，采用硝化纤维素作为底物使得PD-MS 可用以分析分子量高达14 000 的多肽和蛋白质样品。
快原子轰击的原理是，一束高能粒子，如氩、氙原子，射向存在于液态基质中的样品分子而得到样品离子，这样可以得到提供分子量信息的准分子离子峰和提供化合物结构信息的碎片峰。快原子轰击操作方便、灵敏度高、能在较长时间里获得稳定离子流。当用于绝大多数生物体中寡糖及其衍生物的分析时，可测分子量达6000。而且在该质量范围内，其灵敏度远高于在15000 范围
内新一代全加速仪器的灵敏度。此外，Camim 等采用FAB-MS 分析从Hafnia alvei中得到的四个寡糖组分，检测到了NMR 不能观测到的寡糖、并揭示了寡糖结构的非均一性。
电喷雾电离的原理是：喷雾器顶端施加一个电场给微滴提供净电荷；在高电场下，液滴表面产生高的电应力，使表面被破坏产生微滴；荷电微滴中溶剂的蒸发；微滴表面的离子“蒸发”到气相中，进入质谱仪。为了降低微滴的表面能，加热至200～250℃，可使喷雾效率提高。FAB-MS 可以显示碎片离子，但只能产生单电荷离子，因此不适用于分析分子量超过分析器质量范围的分子。ESI 可以产生多电荷离子，每一个都有准确的小m/z 值。此外还可以产生多电荷母离子的子离子，这样就可以产生比单电荷离子的子离子更多的结构信息。而且，ESI-MS 可以补充或增强由FAB 获得的信息，即使是小分子也是如此。
质谱仪
基质辅助激光解吸离子化质谱（Matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry，MALDI-MS) 是20世纪80 年代末问世并迅速发展起来的质谱分析技术。这种离子化方式产生的离子常用飞行时间(time of flight，TOF)检测器检测，因此MALDI常与TOF一起称为基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)。MALDI-TOF-MS技术，使传统的主要用于小分子物质研究的质谱技术发生了革命性的变革，从此迈入生物质谱技术发展新时代。该技术的特点是采用被称为“软电离”方式，一般产生稳定分子离子，因而是测定生物大分子分子量的有效方法，广泛地运用于生物化学，尤其对蛋白质、核酸的分析研究已经取得了突破性进展。MALDI-MS 在糖研究中的应用，也显示出一定的潜力和应用前景。另外在高分子化学、有机化学、金属有机化学、药学等领域也显示出独特的潜力和应用前景，已经成为广大科技工作者研究于分析大分子分子质量、纯度、结构的理想工具。其广泛应用于生物化学领域，

❸ 生物化学在医学中的应用

现代医学的发展，生物化学起着很重要的作用。
生物化学是在有机化学和生理学的基础上发展起来的，与有机化学，生理学，物理化学，分析化学有着密切的联系，19世纪末20世纪初发展为独立的学科，是生物学中发展最快的一门科学，是细胞生物学，遗传学，微生物学，免疫学，病毒学，进化论和分类学的基础，研究药学，制药工程，食品和营养等学科，也离不开生物化学的理论和方法，生物化学是研究生命的化学组成及其在生命活动中变化规律的一门科学，其任务主要是从分子水平阐明生物体的化学组成及其在生命活动中所进行的化学变化，以及调控规律的生命现象的本质。

当今生物化学越来越多的成为生命科学的共同语言，尤其是基因信息的传递，基因重组和基因工程，基因组学和医药学等领域已成为生命科学的前沿学科，在工业、农业、食品工业和医药的发展中发挥着越来越明显的促进作用，医学生物化学主要研究人体的生物化学，它是一门重要的医学基础课程，近年来，生物学，微生物学，免疫学，病理学的基础医学学科的研究，深入到分子水平，并应用生物化学的理论和技术，解决各个学科的问题，近代医学的发展，经常运用生物化学的理论和方法来诊断、治疗和预防疾病，许多疾病的机理也需要从分子水平上加以探讨，生物化学课程的主要任务是介绍生物化学的基本知识，以及医学相关的生物化学进展，为学生学习其它基础医学和专业课程奠定基础，也是医学各专业的必修课。

其实生物化学的内容非常的广泛，医学生物化学的内容主要包括生物大分子的结构与功能，物质代谢及其调节，基因信息的传递以及调控，与临床有关的内容包括血液生化，肝胆生化，维生素等相关内容，如果代谢异常，可直接造成临床多种疾病，所以现代医学的发展离不开生物化学的研究，只有不断的研究这些具体的内容，才能够促进人类现代医学的更好发展。
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现代医学的发展，生物化学起着很重要的作用现代医学的发展，生物化学起着很重要的作用不同的医学研究方向，生物化学也可以取得很大的研究成果不同的医学研究方向，生物化学也可以取得很大的研究成果加强医疗方面的创新和研究，生物化学才可以获得一个很好的突破加强医疗方面的创新和研究，生物化学才可以获得一个很好的突破研究生物化学专注于功能和结构的研究研究生物化学专注于功能和结构的研究。

❹ 生物质谱

生物质谱就是运用现代质谱仪器解决生物学问题，如蛋白质测序，生物大分子分子量检测，磷酸化位点检测等

❺ 生物质谱在解决生物学问题中有什么优点

生物质谱在解决生物学问题中有什么优点
次生代谢产物(Secondary metabolites)是由次生代谢(Secondary metablism)产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性。
植物次生代谢的概念最早于1891年由Kossel明确提出。次生代谢产物可分为苯丙素类、醌类、黄酮类、单宁类、萜类、甾体及其甙、生物碱七大类。还有人根据次生产物的生源途径分为酚类化合物、类萜类化合物、含氮化合物(如生物碱)等三大类。植物体在新陈代谢过程中常积累有一些中间有机分子，这些分子不参与植物的基本生命过程，称为次生代谢物或称天然产物。包括色素、固醇、生物碱、维生素、激素、多糖、植物杀虫剂等10个大类。

❻ 什么是生物质谱什么是软电离如何应用生物质谱鉴定蛋白质

生物质谱：主要用于小分子物质研究的质谱技术。它们具有高灵敏度和高质量检测范围。
软电离：在质谱分析中，离子源是将分子离解成离子，在这里分子失去电子，生成带正电荷的分子离子。分子离子可进一步裂解，生成质量更小的碎片离子。由于离子化所需要的能量随分子不同差异很大，因此，对于不同的分子应选择不同的离解方法。通常称能给样品较大能量的电离方法为硬电离方法，而给样品较小能量的电离方法为软电离方法，后一种方法适用于易破裂或易电离的样品。软电离方式易得到准分子离子峰，硬电离方式一般只能得到碎片离子，最软电离方法是ESI电离。
如何应用生物质谱鉴定蛋白质http://www.ibioo.com/soft/ebook/2007/2346.html

❼ 生物质谱技术在蛋白质组学中的应用有哪些

生物质谱技术在蛋白质组学中的应用有哪些
对分离的蛋白质 进行鉴定是蛋白质组研究的重要内容，蛋白质微量测序、氨基酸组成分析等传统的蛋白质鉴定技术不能满足高通量和高效率的要求，生物质谱技术是蛋白质组学(Proteomics)的另一支撑技术。

生物质谱技术在离子化方法上主要有两种软电离技术，即基质辅助激光解吸电离(matrix―assisted laser desorption／ionization，MALDl)和电喷雾电离(electrospray ionization，ESl)。MALDI是在激光脉冲的激发下，使样品从基质晶体中挥发并离子化。ESI使分析物从溶液相中电离，适合与液相分离手段(如液相色谱和毛细管电泳(capillary electrophoresis))联用。MALDI适于分析简单的肽混合物，而液相色谱与ESI―MS的联用(LC―MS)适合复杂样品的分析。

软电离技术的出现拓展了质谱的应用空间，而质量分析器的改善也推动了质谱仪技术的发展。生物质谱的质量分析器主要有4种：离子阱(iontrap，IT)、飞行时间(TOF)、四极杆(quadrupole)和傅立叶变换离子回旋共振(Fourier transform ion cyclotron resonance，FTICR)。它们的结构和性能各不相同，每一种都有自己的长处与不足。它们可以单独使用，也可以互相组合形成功能更强大的仪器。

离子阱质谱灵敏度较高，性能稳定，具备多级质谱能力，因此被广泛应用于蛋白质组学(Proteomics)研究，不足之处是质量精度较低。与离子阱相似，傅立叶变换离子回旋共振(FTICR)质谱也是一种可以“捕获”离子的仪器，但是其腔体内部为高真空和高磁场环境，具有高灵敏度、宽动态范围、高分辨率和质量精度(质量准确度可很容易地小于1mg／L)，这使得它可以在一次分析中对数百个完整蛋白质分子进行质量测定和定量。FTICR―MS的一个重要功能是多元串级质谱，与通常的只能选一个母离子的串级质谱方式不同，FTICR―MS可以同时选择几个母离子进行解离，这无疑可以大大增加蛋白质鉴定工作的通量。但是它的缺点也很明显，操作复杂、肽段断裂效率低、价格昂贵等，这些缺点限制了它在蛋白质组学(Proteomics)中的广泛应用。MALDI通常与TOF质量分析器联用分析肽段的精确质量，而ESI常与离子阱或三级四极杆质谱联用，通过碰撞诱导解离(collision―inceddissociation，CID)获取肽段的碎片信息。