Matrix-assisted激光解吸/电离
基质辅助激光解吸/电离(MALDI)是一种质谱软电离技术，使用激光能量吸收矩阵从大分子中生成离子，碎片最小。它已被广泛应用于生物大分子的分子量测量，如多肽、蛋白质、核酸、聚合物的分子量分布和低聚物的分析。MALDI质谱法具有灵敏度高、适用范围广、操作简单等特点。它扩展了传统的质谱技术，主要用于小分子研究，以分析高极性、难挥发和热不稳定样品的范围。
MALDI方法分为三个步骤。首先，将样品与合适的基材混合，并应用于金属板上。其次，脉冲激光辐照样品，触发样品和基体材料的烧蚀和解吸。最后，分析物分子在烧蚀气体的热羽流中通过质子化或去质子化电离，然后加速到质谱仪进行分析。
MALDI原理
对于热敏性化合物，如果它们被迅速加热，就可以防止它们热分解。MALDI技术类似于这一原理:在一个很小的区域，在很短的时间间隔内(在ns的量级上)，激光向目标上的分析物提供高强度的脉冲能量，使其在瞬间解吸和电离而不产生热分解。MALDI是一种直接对非挥发性样品进行蒸发和电离的质谱电离方法，但其电离机理尚不清楚。有两种可能，离子是在固态形成的，激光辐照只是简单的释放或由激光诱导的离子-分子反应产生。
图1所示。MALDI原理图(RC, Dreisewerd, K. 2007)。
矩阵的谱
基体是一种与待测样品共存的物质，它吸收入射的激光以防止直接照射样品而破坏样品。被测试的样品是分散在一个矩阵在高稀释比(矩阵:示例= 10000:1),和矩阵有效地吸收一定波长的脉冲激光的能量,然后均匀地传递到样品,所以它是瞬间蒸发和电离。此外，大量的基质有效地分散待测样品，从而减少待测样品分子之间的相互作用。
矩阵的选择是MALDI分析中最重要的步骤之一。理想矩阵一般具有以下性质:在所使用的激光波长处具有强的电子吸收;较好的真空稳定性，较低的蒸汽压，与固相分析物有较好的混溶性。在MALDI技术中，基质对样品的分析有特殊的影响:稀释样品使聚集的大分子解离;保护样品，基体吸收激光能量，然后将其转移到样品中，避免了激光直接照射样品，导致样品分子的分解。矩阵的选择主要取决于所用激光的波长，其次是被分析物体的性质。常用的底物有烟酸、2,5-二羟基苯甲酸和介酸。
大多数MALDIs使用固体(晶体)有机基质，但这些基质在低质量区域产生相应的背景峰，这干扰了小分子化合物的表征。近年来报道了一系列能够减少或去除基质干扰的新型基质材料，如高分子量卟啉、表面活性剂抑制基质、无机材料、碳纳米管和多孔硅等。此外，在基体溶液中加入基体添加剂可以改善分析结果，大大提高解吸的灵敏度、重现性、分辨率和信号抑制能力。
谱技术的特点
与电子轰击电离、化学电离等质谱电离技术相比，MALDI技术具有以下特点:
- 它可以电离一些用其他电离技术难以电离的样品(特别是生物大分子)，得到完全电离产物，没有明显的碎片;
- 它具有主导的单电荷分子离子峰，质谱简单，适用于多组分样品的分析;
- 对样品加工要求不严格，即使未经处理也可以直接分析;
- MALDI可与傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICR-MS)耦合，进一步提高了其分辨率。
谱技术的应用
MALDI是一种软电离技术，可以从大分子中以最小的碎片生成离子。它已被应用于分析生物分子，大型有机分子，等．
- 多肽和蛋白质．MALDI技术广泛应用于牛碳酸酐酶、蜂毒蛋白、牛胰岛素、牛胰岛素B链、革兰氏杀菌素S、肌红蛋白、细胞色素C、胰蛋白酶原、牛胰岛素B链等多肽和蛋白质的分子量和纯度的测定。等．对于复杂的生物混合物，特别是含有一定浓度的盐和缓冲液的样品，快速原子轰击(FAB)和电喷雾电离(ESI)分析会对肽离子信号产生抑制作用。但是使用MALDI-MS分析蛋白质水解物不会出现这些问题。将MALDI与酶解或化学降解结合是研究蛋白质结构和确定基因工程药物与天然成分结构一致性的好方法。此外，MALDI技术还可以用来确定蛋白质中二硫键的位置。
- 核苷酸．核苷酸是极性和热不稳定的，直接激光解吸容易破碎。MALDI在核苷酸分析，特别是寡核苷酸分析方面显示出巨大的潜力。早期的分析仅限于少于50个碱基的寡核苷酸，因为正常的基质不能完全解吸电离的DNA。Becker研究了低温冷冻溶液基质在DNA中的应用，证明MALDI-MS方法可以用于100多种碱基的分析。
- 碳水化合物．MALDI已被用于碳水化合物、糖脂和磷脂的分析。Papac等．建议使用2,5-二羟基苯甲酸(DHB)作为基质，在正离子模式下使用反射MALDI测量中性糖组分。对于基质，酸性糖组分在负离子模式下使用线性MALDI确定。
- 聚合物复合．高分子化合物的摩尔质量及其分布的测定在高分子材料的研究和开发中具有极其重要的作用。MALDI-MS测定聚合物材料的摩尔质量具有以下特点:测量与样品或Mark-Houwink常数无关;用绝对摩尔质量代替相对摩尔质量，精度高于光散射法和膜透法;得到了摩尔质量分布，而不仅仅是一个平均值;可同时提供终端组的结构信息;它可用于聚合物(如共聚物、接枝聚合物)的摩尔质量测定。
MALDI质谱法具有灵敏度高、适用范围广、操作简单等特点。它扩展了主要用于小分子研究的传统质谱技术，用于分析高极性、难挥发和热不稳定样品的范围。
我们简要介绍了MALDI，一种电离方法，它可以帮助你更好地了解质谱。在创意蛋白质组，我们有专业的质谱平台，其中包含先进的仪器。利用质谱技术，Creative Proteomics可以提供不同的服务以满足不同的需求，包括:
参考文献
- 格拉瑞博士;et al。MALDI中的离子形成:团簇电离机制。化学的评论。[j] .环境科学学报，2003,23(2):427-440。
- Chantw D;et al。使用基质辅助激光解吸/电离傅里叶变换质谱对肽和蛋白质混合物的精确测量。AnalChem．2002年,74:5282 - 5289。
- Keki年代;et al。基质辅助激光解吸/电离质谱法研究乳酸和二苯基甲烷二异氰酸酯的低聚物。大分子。2001年,34(21):7288 - 7293。
- 性命,公司代码;et al。一个MALDI-TOF质谱峰的存在预测了葡萄球菌对甲氧西林的耐药性。诊断微生物感染疾病。2016、86(3):257 - 261。
- 不时髦,C;et al。MALDI-TOF质谱法检测革兰氏阴性菌株中碳青霉烯酶的一种简单、可靠和快速的方法:三重四极串联质谱、微阵列和PCR验证。Microbiol感染。2014年,20:O1106。
- Sakarikou C;et al。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法(MALDI-TOF MS)快速检测血液培养的产碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌。BMC Microbiol。2017年,17(1):54。
- 刘,;等．基于快速基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱的单质粒追踪方法在一次耐碳青霉烯肠杆菌暴发中的应用。临床微生物学杂志。2014年,52(8):2804 - 2812。
- MALDI质谱分析方法的最新进展。肛门Bioanal化学。中国海洋大学学报(自然科学版)，2014,406(9):2261-78。
- 克莱默,R;紫外光基质‐辅助激光解吸/电离:原理、仪器和应用质谱百科全书。2007年,6:646 661。
图1所示。MALDI原理图(RC, Dreisewerd, K. 2007)。