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磁性颗粒在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析多肽类物质中的应用
概述
随着蛋白质组学的发展，飞行时间质谱（TOF-MS）逐渐成为一种理想的蛋白质组分析方法。然而，在TOF-MS中，质谱信号的强度和质量准确性取决于样品的离解效率和离解部分的能量损失。因此，提高样品的离子化效率和离解能量转移的效率是提高TOF-MS灵敏度和精度的关键。近年来，基质辅助激光解吸电离（MALDI）已成为一种具有广泛应用前景的分析方法，特别是在蛋白质组学领域，其分析速度快、灵敏度高、样品损伤小、样品准备简单等优点受到研究者的青睐。但由于蛋白质分子量较大，溶液内的高浓度基质分子会干扰蛋白质的离子化和质谱信号强度，从而影响MALDI-TOF-MS的性能表现。
近年来，磁性颗粒在质谱分析领域得到广泛应用。磁性颗粒表面带有特定基团，可以与目标分析物特异性相互作用，从而实现选择性富集和分离。此外，磁性颗粒可以使质谱样品较均匀地分布在目标基质上，提高样品的均一性和再现性。因此，将磁性颗粒用于MALDI-TOF-MS分析多肽类物质具有很大的优势。本文主要探讨各类磁性颗粒在MALDI-TOF-MS中的应用，特别是固相微球磁珠（SPIONs）在多肽类物质分析中的应用及其机理。
磁性颗粒在MALDI-TOF-MS中的应用
目前，磁性颗粒在MALDI-TOF-MS中的应用主要包括两个方面：首先是将磁性颗粒加入MALDI基质中，通过与基质分子的质谱信号区分度进行质量归一化，提高质谱信号的精确度；其次，将磁性颗粒固定在MALDI基质表面，富集并定向离子化目标样品，提高分析灵敏度和目标样品的离解效率。现将两种应用进行介绍。
1.磁性颗粒作为基质添加物
MALDI基质中添加磁性颗粒可以提高质谱信号的精确度。例如，Guan等人在MALDI-TOF-MS分析菊粉时，考虑到在基质中添加铁磁性颗粒（Fe-MNP）可以提高碎片分离效果，从而提高质谱信号精确度和定量分析效果。结果表明，添加0.2mg/mL的Fe-MNP和5mg/mL的DHB基质时，菊粉的质谱信号的强度和分辨率分别高于仅使用DHB基质时。
2.磁性颗粒作为基质表面支持材料
将磁性颗粒固定在MALDI基质表面，富集并定向离子化目标样品，提高分析灵敏度和目标样品的离解效率。常用的磁性颗粒包括Fe_3O_4、Ni_0.5Zn_0.5Fe_2O_4等。
Yang等人使用1.5μm的Fe_3O_4磁性颗粒固定在MALDI基质表面分析当前难以离子化的多肽样品，获得了高质量的质谱图。研究发现，在Fe_3O_4磁性颗粒支持下，多肽分子的离子化效率显著提高，质谱信号的峰值增强，并且分析结果的再现性和稳定性也有所提高。
固相微球磁珠（SPIONs）在多肽类物质分析中的应用及其机理
目前，SPIONs作为一种广泛应用的磁性颗粒，已在多肽类物质的质谱分析中发挥了重要的作用。SPIONs具有较高的比表面积、耐高温性、稳定性好等特点，因此也被广泛应用于生物医学领域的药物传递、蛋白质富集等方面。这主要归功于其表面的羧基、胺基等基团，在生物分子中表现出特异性亲和力。
将SPIONS用作MALDI基质表面支持材料也成为了近年来研究的热点之一。与常规MALDI基质相比，在SPIONS表面富集样品可以获得更高的分析灵敏度、更低的检测限和更高的分析可靠性。同时，SPIONs还可以通过其独特的磁性作用，实现对分析样品的定向富集和离子化，从而提高多肽分子的离子化效率和质谱信号强度。
研究表明，SPIONs的磁性可以使其在样品表面形成均匀的分布，从而提高MALDI-TOF-MS信号的再现性和稳定性。此外，SPIONs在样品表面的亲和性也能实现样品的选择富集和分离，从而提高MALDI-TOF-MS对低浓度样品的检测能力。
针对SPIONs在样品分析过程中的机理，一些研究人员认为，通过SPIONs以间接形式向样品表面提供能量，以向样品提供的能量较小的方式促进样品分子的离解和质谱信号的生成。此外，磁性颗粒本身也可以在激光辐照下产生局部的欧姆热效应，增加样品的离解和离子化效率。这些机理增强了MALDI-TOF-MS对多肽分子的分析能力。
结论
磁性颗粒在MALDI-TOF-MS中的应用正在得到越来越多的关注。将磁性颗粒作为基质添加物可以提高质谱信号的精确度，将磁性颗粒固定在MALDI基质表面，可以富集并定向离子化目标样品，提高分析灵敏度和目标样品的离解效率。SPIONs是一种比较理想的磁性颗粒，在样品分析中具有很大的潜力。这种磁性颗粒的亲和性、稳定性、又具有较高的表面积和磁性，对提高MALDI-TOF-MS分析灵敏度和质谱信号再现性等方面，具有极大的优势。随着技术的不断发展，磁性颗粒在MALDI-TOF-MS中的应用将会越来越广泛。