质谱在多糖结构分析中的应用_林常青.pdf

第11卷第3期分析测试技术与仪器Volume11Number3
2005年9月ANALYSISANDTESTINGTECHNOLOGYANDINSTRUMENTSSep.2005

专论(221~227)

质谱在多糖结构分析中的应用

林常青
(漳州职业技术学院食品与生物工程系,福建漳州363000)

摘要:就质谱技术在多糖结构测定中的应用进行论述.
关键词:质谱;多糖;结构
中图分类号:O657.33文献标识码:B文章编号:10063757(2005)03022107

糖类是组成生命体最重要的物质之一.近年来,均配有计算机数据处理系统,以便高效,快速的计算
人们研究所关注的焦点是糖类的生物活性,例如:海和处理从质谱仪器中获得的大量数据.如图1为质
藻多糖、灵芝多糖是治疗癌症的有效辅助药物,第六谱仪的方框图.
元素(甲壳素、壳聚糖)则是当今流行的保健食品.多
糖的功能是由其结构决定,然而,多糖结构的研究目
前还只限于一级结构的测定,而一级结构本身就很
复杂.由于多糖结构的微观不均一性,或结构键中有
缺陷,或是分子量发散,使多糖的结构分析难以得出
完全准确的结构式.因此,研究具有活性的糖类结
图质谱仪系统
构,以便更好地开发利用多糖资源和人工合成多糖1
Fig.1Thesystemofmassspectrometer
是亟待开展的重要工作.而在糖类的结构分析中,质
谱(Ms)技术显示了不可替代的作用.现将质谱分析
2质谱在多糖结构测定中的应用
在多糖结构测定中的应用进行综述.
2.1电子轰击质谱(EIMS)
1质谱
利用质谱法研究糖类始于50年代末.然而,糖
1.1质谱的基本原理类的不易挥发性及热不稳定性很大程度上限制了
质谱的基本原理是:首先是试样气化为气态分EIMS在低聚糖结构分析中的应用,因而需要采用
子或原子,使其转变为快速的带电荷粒子,所产生的甲基化或乙酰基化等方法使其转变为可挥发的衍生
离子在高压电场中加速,再利用磁场使电荷粒子按物[1].这对聚合度较低的糖而言,不但可大大增强
质荷比大小有顺序地实行按时间分离或按空间分挥发性和热稳定性,而且可通过鉴定衍生物碎片离
离,然后到达收集器,产生信号,检测其相对强度,所子来确定其中游离羟基的位置,从而确定各糖残基
记录下的信号构成质谱图.的连接方式.此外,该法重现性好,灵敏度高,适合于
1.2质谱仪器的组成糖的全甲基化、全乙酰化及完全三甲基硅烷衍生物,
质谱仪属于离子光学类仪器,结构复杂,精度很可得到典型的裂解模式,不仅能确定连接方式,而且
高.质谱仪主要6大部分组成,即进样系统、离子源、可以确定每个糖环的大小[2~4],但聚合度较高的寡
质量分析器、离子检测器、真空系统和读出装置,其糖和多糖由于其衍生物挥发性和热稳定性依然很
中前4部分为质谱的分析系统.此外,现代质谱仪器差,不适于采用EIMS来测定[1].

收稿日期:20040723;修订日期:20050712.
作者简介:林常青(1963-),男,福建龙海人,高级讲师.
222分析测试技术与仪器第11卷

2.2化学电离质谱(CIMS)糖,并揭示了寡糖结构的非均一性.
与EIMS相比,CIMS由于所传递的能量较少在测定分子量的同时,还可根据糖的分子量计

而更容易得到较强的准分子离子峰.如以NH3为反算糖残基如去氧己糖、己糖、己糖胺等的组成和数
+[12,13]-
应气体就能给出[M+NH4]作为基峰,从而很容量.通过负离子FABMS形成[M-H〗离子
易推导出分子量[5].Dougherty等[6]用异丁烷和氨已成为确定寡糖中单糖组成的一种快速方便的方
混合反应剂研究了10种二糖、6种三糖、4种四糖和法[14],无论中性还是酸性寡糖,该法都适合.对中性
2种五糖的全乙酰化衍生物的CIMS,除未得到五寡糖,负离子FABMS并不太容易形成稳定的负离
聚糖的准分子离子峰外,均得到了较好的结果.一般子.大多数情况下,与分子离子相关的负离子如[M
在糖的研究中,以甲烷或异丁烷为反应气体时,仍很-H]-丰度较低,但还是可观察到[12].根据[M-
难得到准分子离子峰,而往往得到失去一分子水的H]-峰,无论由四糖还是五糖组成的糖或糖复合
离子峰[1].物,其组成都可计算出来[15].结构中含有负电荷基
因此,CIMS可测定某些糖的分子量.此外,对团如N乙酰神经氨酸基、磷酸基或硫酸基等的酸性
聚合度较低的糖还可提供结构信息.如ReznicekG多糖或寡糖,尤其适合于负离子FABMS测定[12].
等[7]以氨为反应气体,在低气压环境下确定了het经过还原、全甲基化或全乙酰化后,运用正离子
eropappussaponin2中糖部分(四糖)的连接方式和