2010-7-2-CAU-MALDI-TOF及其分类上的应用-2
MALDI-TOFTOF培训

250 l/s turbo
250 l/s turbo
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2021/3/31
反射模式下TOF的分辨率高于线性模式
Linear TOF-MS
Reflection TOF-MS
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线性模式 适合大分子 (蛋白质,核酸,多聚物等) 分辨率和质量准确度低于反射模式,通常测得的 为平均分子量
质量分辨率
It is a measure of a mass spectrometer’s ability to distinguish two compounds of nearly equal mass.
a.i. 1100
<-273->
1000
<-301->
900
800
Resolution = (m/z)/ Dm
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Enabling Life Science Tools Based on Mass SpectrometryTM
如何提高准确度,分辨率和灵敏度
仪器调节 - 仪器校准 - 延时提取 - 激光功率 - 基质抑制 - 数据采集频率
样品制备 - 基质选择 - 点靶方法 - 样品纯化
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Enabling Life Science Tools Based on Mass SpectrometryTM
maldi-tof-m 鉴定菌株的流程

maldi-tof-m 鉴定菌株的流程
MALDI-TOF-MS (Maldi-Time of Flight-Mass Spectrometry, 耐
抗谱分)
实验材料:
- MALDI-TOF-MS设备
- 培养菌株
- 甲醇
- 三氟乙酸
- 培养基
实验流程:
1. 培养菌株:将需要鉴定的菌株在适当的培养基上进行培养。
2. 菌株处理:从培养基上选择一个单纯的菌落,用无菌平片将其转移到一个干净的Eppendorf管中。
3. 菌株提取:在Eppendorf管中加入少量甲醇和三氟乙酸溶液,使用涡旋混匀片刻,使菌细胞充分裂解释放出内部物质。
4. 预处理:将混匀后的细胞提取液转移到MALDI-TOF-MS设
备的样品板上,并将其蒸发至干燥。
5. 涂覆基质:在样品板上加上MALDI基质(常用的基质有辛
基环磷酸、α-环磷酸、环蛋白等),使其充分覆盖菌株提取液。
6. 激光照射:将样品板放入MALDI-TOF-MS设备中,通过激
光照射基质,产生离子,使菌株提取物中的分子离子化。
7. 飞行时间质谱:离子化的分子通过飞行时间质谱仪进行分析,根据不同分子的质量与飞行时间的对应关系,得到质谱图。
8. 数据分析:将质谱图与已知数据库中的菌株质谱图进行比对,使用专门的软件进行数据分析,确定菌株的种属或进行进一步
分析。
注意事项:
- 携带手套和其他必要的个人防护装备,以避免可能的细菌感染。
- 确保所有使用的材料都是无菌的,防止污染和交叉感染。
- 在进行质谱分析之前,确保MALDI-TOF-MS设备的正常运行和校准。
基质辅助激光解吸电离-串联飞行时间质谱仪

基质辅助激光解吸电离-串联飞行时间质谱仪
基质辅助激光解吸电离串联飞行时间质谱仪(MALDI-TOF-MS)是一种高分辨率、高灵敏度的质谱仪设备,用于分析生物大分子和有机化合物。
该技术利用基质辅助激光解吸(MALDI)方法,将样品与基质混合施加于样品板上,在激光的作用下分子产生共振激发,然后通过电离和加速器分析,最终实现质谱分析的目的。
这种质谱仪广泛应用于各个领域,如蛋白质组学、药物发现和制造、食品科学、环境检测等。
它具有快速、高灵敏度、高分辨率、低检测限、高通量等优点,可以分析极微量的生物分子,如蛋白质、肽、核酸、糖类等,甚至可以分析非挥发性和热不稳定的分子。
MALDI-TOF-MS质谱仪的主要部件包括激光系统、样品载体、离子源、加速器、飞行时间质量分析器和数据采集系统等。
它可以通过不同的模式实现离子的分析,如正离子模式、负离子模式、反向相模式、碎片模式等。
此外,MALDI-TOF-MS 还可以通过结合其他分析技术,如气相色谱、液相色谱等,来增强其分析能力。
总之,MALDI-TOF-MS技术已经成为一种不可替代的分析手段,为生物、医药、食品、环境等领域的研究和应用带来了很大的便利。
MALDI-TOF快速准确分析蛋白质C-末端氨基酸序列-岛津

MALDI-TOF 快速准确分析蛋白质C-末端氨基酸序列 摘 要:本文使用LysC 酶解蛋白样品,以TMPP-Ac-OSu 对酶解产物进行衍生化修饰,并用DITC 树脂进行分离后,以岛津AXIMA Performance 检测确定了蛋白C-末端氨基酸序列。
关键词:MALDI C-末端 LysC TMPP DITC通过肽质量指纹图谱识别蛋白需要将蛋白酶解后,使用质谱来分析酶解产物,然后检索数据库来确认得到的序列片段。
然而,通过检索数据库来确定N-和C-末端序列却并不容易。
原因在于:1)处理和翻译后修饰经常导致蛋白质N-和C-末端结构发生变化;2)离子抑制效应的存在导致部分蛋白序列不可测定。
蛋白N-末端氨基酸序列可以使用蛋白测序仪(PPSQ-31A/33A )或者蛋白N-末端测序组件(ORFinder-NB TM )来检测。
然而,对C-末端结构来说,检测技术的需求使得蛋白末端氨基酸序列分析变得比以往更为重要。
这里以包含有特征C-末端蛋白的样品为例,介绍一种全新的、以质谱分析氨基酸序列的成功例子。
1. 实验部分 1.1 仪器 岛津AXIMA Performance 1.2 实验步骤 1) 以赖氨酰肽链内切酶(LysC)消解目标蛋白,除了来自于蛋白C-末端的氨基酸,其余都被转化为赖氨酸;2) 酶解产物与琥珀酰亚胺基[三(2,4,6-三甲氧苯基)磷基]溴乙酸酯(TMPP-Ac-OSu )反应,氨基酸基团选择性的被TMPP-Ac 基团修饰;3) 反应后的产物加入到聚对苯二异硫氰酸酯树脂中(DITC 树脂或玻璃),所有ε氨基基团侧链为赖氨酸的肽均被DITC 树脂富集,不含自由氨基酸基团的蛋白C-末端多肽则不被富集;4) 使用MS/MS 检测分离出的蛋白C-末端肽链,只有包含有带强正电TMPP 的碎片离子可以在质谱图上显示。
通过比较不同碎片离子间质量数的不同,并通过基因序列来预测末端氨基酸序列,可以确定蛋白C-末端氨基酸序列。
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术(MALDI-TOF MS)是一种常用的质谱技术,它通过激光解吸离子化样品,然后利用飞行时间质谱仪测量离子的质荷比,从而确定样品的分子量和组成。
在MALDI-TOF MS中,样品被均匀地涂在金属靶上,然后使用激光束照射样品,使其产生离子。
这些离子在电场的作用下加速飞行,通过飞行管道到达检测器。
离子的飞行时间与质荷比成正比,因此可以通过测量飞行时间来确定离子的质荷比,从而确定样品的分子量和组成。
MALDI-TOF MS具有高灵敏度、高精度和高通量等优点,被广泛应用于蛋白质组学、代谢组学、生物医药等领域。
它可以用于检测蛋白质、多肽、核酸等生物分子的分子量和组成,还可以用于检测药物和代谢产物的分子量和组成。
总的来说,基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术是一种重要的生物分析工具,可以帮助科学家们更好地了解生物分子和药物的作用机制和作用效果。
蛋白质分子分析和构造的技术和应用

蛋白质分子分析和构造的技术和应用蛋白质是生命活动中不可或缺的重要分子,是细胞的基本组成部分,参与了多种生物过程的调节和催化。
因此,分析蛋白质分子的结构和构造具有重要的意义。
在其他文章中,我们已经知道了许多蛋白质的基础知识,包括蛋白质的定义,蛋白质的分类,蛋白质的合成和分解等等。
在本篇文章中,将着重介绍蛋白质分子分析和构造的技术和应用。
一、蛋白质分子分析技术对蛋白质分子进行深入分析,需要运用到一些高精度的实验技术,这些技术主要包括:质谱技术、X射线晶体学、核磁共振技术、表面等离子共振技术和电子显微镜技术等等。
这些技术的应用,使得我们能够更好地理解蛋白质的结构和构造。
1、质谱技术质谱技术是一种主要用于分析生物分子的技术。
其原理是通过电离和分子的质量与电荷的比率来鉴别和测量化合物。
蛋白质质谱技术主要包括:基质辅助激光解析/电离质谱(MALDI-TOF)、液相色谱/质谱(LC-MS)和双重柱质谱技术等等。
其中,MALDI-TOF是最常用的技术之一,它能够得到高精度的蛋白质分子质量,定量分析和结构鉴定等方面也具有很好的应用。
2、X射线晶体学X射线晶体学是一种用于得到蛋白质结构的技术。
这种技术的原理是使用X射线对蛋白晶体进行测量,通过衍射图案重建结构。
这种方法的优点是非常高的分辨率和准确性。
但是,晶体的形成仍然是一个很大的难题,因为不是所有的蛋白质都能够形成结晶。
3、核磁共振技术核磁共振技术(NMR)是另一种用于得到蛋白质结构的技术。
与X射线晶体学不同的是,NMR技术可以在水溶液中对蛋白质进行测量。
这种方法的优点是不需要物质结晶,且能够得到蛋白质的动态结构信息。
缺点是分辨率较低,但其仍是许多研究所采用的分子结构分析方法之一。
4、表面等离子共振技术表面等离子共振技术(SPR)是一种基于生物分子相互作用测量的方法。
SPR原理是测量物质表面被检测分子吸附后发生的折射率变化或反射角度变化,进而确定分子之间的相互作用力。
MALDITOFTOFMS在蛋白质组研究中的应用
二、生物质谱用于蛋白质组鉴定的基本原理
自从1912年,Thomson首次使用抛物线质谱仪测定了Ne 的两种同位素22Ne和24Ne以来,经过近100年的发展,质谱 在其各个方面都得到巨大的发展(如下图所示),各种组 合的质谱仪不断出现,应用更加深入广泛!
进样系统
质量 分析器
检测器
真空系统
供电系统
数据处理 与控制系统
依据蛋白质的序列特征,蛋白质组定性分析方法可分为: 肽质量指纹谱法(PMF)和肽序列标签法(PST,也叫de novo法)
(2)蛋白质组定量分析方法 ① 直接进行比较,包括SDS-PAGE、2DE、HPLC; ② 标记方法,包括同位素标记亲和标签(ICAT,iTRQA)、 元素标记亲和标签(ECAT)、酶促18O标记、DYGE技术和 同位素氨基酸细胞培养标记(SILAC)。
(4)、蛋白质组技术方法发展趋势
蛋白质组研究中目前面临的技术挑战主要是:标准化方法 的验证以及数据的精确性和重现性、简便有效的验证技术和定 量技术。就技术本身而言仍然是分析化学的基本问题即选择性、 准确性、灵敏性、重现性、可行性和动态范围。具体包括:
1、标准化、高灵敏度和高重现性的微量蛋白质组学分析方法 的建立及验证和评价体系;
简要历史回顾: 1994年,澳大利亚的科学家首次提出蛋白质组概念; 1995年,蛋白质组一词首次见诸报端; 2001年4月,在美国成立了国际人类蛋白质组研究组织(Human Proteome Organization, HUPO),随后欧洲、亚太地区都成立了 区域性蛋白质组研究组织,期望共同努力,完成人类蛋白质组计 划(Human Proteome Project);另外,创刊了蛋白质组学专门杂 志,如《Proteomics》、《Molecular & cellular proteomics》和 《Journal of proteome research》; 2002年~现在,已举行了六届HUPO国际会议和五届中国蛋白质组 学术大会。
MALDI-TOF-MS分析技术及在聚合物表征中的应用
MALDI-TOF-MS分析技术及在聚合物表征中的应用
王辉;杜官本
【期刊名称】《胶体与聚合物》
【年(卷),期】2012(30)4
【摘要】基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)作为一种高效、精确的分析方法,已经在生物、化学、生命科学等很多领域得到了广泛应用。
本文着重阐述了MALDI-TOF-MS的构造、性能特征,以及在聚合物分析中的应用。
【总页数】4页(P183-186)
【关键词】MALDI;TOF;MS;聚合物;胶粘剂;应用
【作者】王辉;杜官本
【作者单位】南京林业大学材料工业学院;西南林业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TQ32
【相关文献】
1.物理可视化技术在聚合物模塑成型分析中的应用 [J], 杨磊;姜开宇;王龙飞
2.聚合物分散技术在采油工艺中的应用分析 [J], 李庆涛
3.有机铬聚合物凝胶调剖技术在某区聚驱中的应用效果分析 [J], 陈梅
4.拉曼光谱技术在聚合物分析中的应用 [J], 林福华
5.展青霉素分子印迹聚合物的合成表征及其在苹果汁分析中的应用 [J], 闫士华;谢子奇;张露晓;罗云敬
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MALDI-TOF是真实分子量吗
百泰派克生物科技
MALDI-TOF是真实分子量吗
MALDI-TOF测定的是蛋白或多肽等样品的真实分子量,但是由于仪器分辨率、基质
的选择、测试参数的设定以及实验操作等因素,所测得的值与理论值之间可能会存在一定的误差,在理论值上下浮动,浮动值在检测标准的范围内说明数据是可信可用的。
MALDI-TOF测定分子质量的准确度和分辨率与待测样品本身的分子质量大小有关,
分子质量越小的样本测试的分辨率越高,测试结果误差越小。
对于小分子多肽样品,MALDI-TOF测试分辨率可以达到18000以上;小分子量的蛋白质样品测试分辨率在10000以上,大分子量的蛋白质样品测试分辨率在5000以上。
对于相对分子质量
较大的蛋白质,平均质量与理论质量相差较大,因此只能获取平均相对分子质量,分子质量大于25kDa的蛋白质类物质建议采用高分辨率性能的质谱仪进行鉴定。
百泰派克生物科技采用Bruker公司的ultra fleXtreme™ MALDI TOF/TOF质谱系统,为广大科研工作者提供基于MALDI TOF的生物分子分子量测定服务技术包裹,用于分析目标蛋白或多肽的分子量,检测蛋白二聚体,以及对样品纯度进行大体评估,欢迎免费咨询。
蛋白鉴定方法之与质谱相关的技术
蛋白鉴定方法之与质谱相关的技术质谱已成为连接蛋白质与基因的重要技术,开启了大规模自动化的蛋白质鉴定之门。
用来分析蛋白质或多肽的质谱有两个主要的部分,1)样品入机的离子源,2)测量被介入离子的分子量的装置。
是基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)为一脉冲式的离子化技术。
它从固相标本中产生离子,并在飞行管中测其分子量。
其次是电喷雾质谱(ESI-MS),是一连续离子化的方法,从液相中产生离子,联合四极质谱或在飞行时间检测器中测其分子量。
近年来,质谱的装置和技术有了长足的进展。
在MALDI-TOF中,重要的进步是离子反射器(ion reflectron)和延迟提取(delayed ion extraction),可达相当的分子量。
在ESI-MS中,纳米级电雾源(nano-electrospray source)的出现使得微升级的样品在30~40 min内分析成为可能。
将反相液相色谱和串联质谱(tandem MS)联用,可在数十个picomole的水平检测;若利用毛细管色谱与串联质谱联用,则可在低picomole到高femtomole水平检测;当利用毛细管电泳与串联质谱连用时,可在小于femtomole的水平检测。
甚至可在attomole水平进行。
目前多为酶解、液相色谱分离、串联质谱及计算机算法的联合应用鉴定蛋白质。
下面以肽质指纹术和肽片段的测序来说明怎样通过质谱来鉴定蛋白质。
(1)肽质指纹术(peptide mass fingerprint, PMF)由Henzel等人于1993年提出。
用酶(常用的是胰酶)对由2-DE分离的蛋白在胶上或在膜上于精氨酸或赖氨酸的C-末端处进行断裂,断裂所产生的的分子量通过质谱来测量(MALDI-TOF-MS,或为ESI-MS),这一技术能够完成的肽质量可到0。
1个分子量单位。
所有的肽质量后与数据库中理论肽质量相配比(理论肽是由实验所用的酶来“断裂”蛋白所产生的)。
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2010/6/231WenFengCHEN (陈文峰)Application of MALDI TOF MS on the Taxonomy of Bacteria
Visiting Scholar of UHMAssociate Prof. of CAU
IntroductionPrincipleProcedure
Application
IntroductionIdentificationofbacteriabytraditionalmolecularandbiochemicalmethodsisrelativelyslowandtimeconsuming(and,inthecaseofmoleculartechniques,expensive).Methods for identification of bacteria and their shortcomings:Cultural methods (mostly requiring several days)IntroductionMorphologySelective and differential mediaChemotaxonomic methodsBiochemical tests
IntroductionSerological methods (mostly requiring one day)LatexagglutinationMethods for identification of bacteria and their shortcomings:Latex agglutinationELISA: Enzyme-linked immunosorbentassays IFAs: ImmunofluorescenceassaysImmunomagneticseparation IntroductionGenetic methods (mostly requiring one day)Nucleic acid hybridizationFluorescent in situ hybridization (FISH)
Methods for identification of bacteria and their shortcomings:
y()PCRRT-PCR, Multiplex PCR, Nested PCR,Arbitrarily primed (AP) PCRERIC, REP, BOX PCRRAPD, RFLP PCRReal-time PCRDNA microarrays2010/6/232IntroductionOther methods (requiring one to several days)Phage typingCapillary electrophoresisMethods for identification of bacteria and their shortcomings:pypFlow cytometryInfrared spectroscopy, including FTIRPAGE: Polyacrylamide gel electrophoresisARDRA: amplified ribosomal DNA restriction analysisRibotypingPFGE: Pulsed-field gel electrophoresisAFLP: amplified fragment length polymorphismIntroductionMethods for identification of bacteria and their shortcomings:
IntroductionAn alternative to these is chemotaxonomy–the identification of bacteria by protein markers. Mass spectrometry is a powerful tool for such identification. Principlep
MALDI:Matrix-assisted laser desorption/ionization
TOF:Time of FlightMS: Mass spectrometryAltWhat is MALDI TOF MS?Analyte: Biomolecules(proteins, peptides and sugars);Large organic molecules (polymers).
MatrixCrystallized molecules.3 most commonly used matrixes:SA: 3,5-dimethoxy-4-hydroxycinnamic acid (sinapinicacid)HCCA:α-cyano-4-hydroxycinnamic acidDHB:2,5-dihydroxybenzoic acidPreparation:
Matrix+Highlypurified+Organicsolvent(acetonitrileor+ Highly purified H2O+ Organic solvent (acetonitrile or ethanol). Trifluoroaceticacid (TFA) may also be added. eg. 20 mg/mLSA in ACN:water:TFA(50:50:0.1).Organic solvent: to dissolve hydrophobic moleculesH2O: to dissolve hydrophilic moleculesMatrix: to protect the biomoleculefrom being destroyed by direct laser beam and to facilitate vaporization and ionization.2010/6/233MatrixAcidic, has polar groups (can be used in aqueous solutions).Proton source (to encourage ionization of the analyte)Strong optical absorption (UV or IR)SeveralconjugateddoublebondsSeveral conjugated double bonds
cinnamic acid(肉桂酸或苯丙烯酸)
nitrogen lasers (337 nm)LaserA nitrogen laseris a gas laser operating in the ultraviolet range (typically 337nm), using molecular nitrogen as its gain medium, pumped by an electrical discharge.
Principle of MALDI TOF MS Matrix crystalAcceleration areaSample inletIon detectorFlight pathLight ionsHigh ionsIonisation areaPrinciple of MALDI TOF MS The separation of charged particles of mass spectrometry is based on mass, charge, and flight path (time).
Vacuum chamberTime measurement
ProcedureCell culturing on solid medium TIMING ~6–48 h
(i) For cell culturing of Enterobacteriaceaesuch as E. coli on agar plates, incubate all dilutions for up to 2 days at an optimal temperature (generally between 28 and 37°C).
(ii) Resuspendbacteria from single colonies grown on the solid medium plate in 1 ml double distilled water.CRITICAL STEPFor good quality spectra, only one single colony should be applied. It is very important that the user always compares mass spectra of bacterial samples that were grown under similar conditions, particularly for bacterial analysis on the subspecies level. It is generally important that the bacteria used for comparative mass spectrometric analysis have CELL CULTUREgypppyentered the same growth phase (use samples that are either in the logor in the stationaryphase).
(iii) Centrifuge this sample in 1.5 ml tubes at 10,000g at room temperature for ~2 min and discard the supernatant.
(iv) The pellet can be additionally washed with 1 ml double distilled water; discard the supernatant again.However, in many cases, this step is not necessary. Continue with Step 2.! CAUTION Whatever culture conditions are applied, handle all biological samples as a potential source of pathogens. Use appropriate protective attire (lab coats, safety glasses, latex gloves and other conventional measures applied in the microbiology laboratory) and dispose all biohazardousmaterials properly.