質譜，也稱為質譜或 MS，是一種在生物科學研究中變得越來越重要的分析技術。本文將向您介紹生物學研究中的質譜，解釋它的工作原理以及它如何在您的研究中發揮作用。


什么是質譜法？
簡而言之，質譜可以準確測量樣品中不同分子的質量。即使像蛋白質這樣的大生物分子也可以通過質量來識別，這意味著生物學家可以使用質譜法進行一些非常有趣的實驗，這可能為他們的研究增加一個新的維度。


生物研究中的質譜分析——有用嗎？
是的，如果您想：


識別混合物中的分子；
檢測樣品中的雜質；
分析純化的蛋白質；
研究細胞樣本的蛋白質含量。
質譜是如何工作的？
在您開始在生物學研究中使用質譜之前，您應該確保您了解該技術工作原理的基礎知識。質譜儀有三個關鍵階段，我們將在下面更詳細地討論每個階段。


1. 電離
樣品中的分子被蒸發（通過加熱轉化為氣相）。然后，電子束轟擊蒸汽，將蒸汽轉化為離子。由于質譜法測量帶電粒子的質量，因此只會檢測到離子，而看不到中性分子。離子是通過為分子提供電子（產生帶負電的離子）或從分子中奪走電子（產生帶正電的離子）而產生的。


注意：如果樣品可以蒸發而不分解，則只能通過質譜法進行分析。


2. 加速度和偏轉
接下來，離子在兩個階段根據質量進行分類——加速和偏轉。


加速只是吸引力。在電離階段產生的正離子以取決于其質量的速度向負極板加速。換句話說，較輕的分子比較重的分子移動得更快。


偏轉是磁位。在這里，離子被磁場偏轉，偏轉的程度再次取決于質量。因此，不同質量的離子以不同的速度穿過光譜儀。


3.檢測
質量不斷增加的離子最終一個接一個地到達檢測器，然后由計算機提供光譜。


注意：此簡化質譜圖是使用日本國家材料與化學研究所的有機化合物光譜數據庫系統 (SDBS)中的數據繪制的。


省略峰高為基峰（最高峰）的 2% 或更低的次要線可提供清晰的信息。


閱讀頻譜
首先，您應該注意到 x 軸不僅表示“質量”，還表示“ m/z”， 其中 m 是質量，  z是電荷。光譜儀實際測量的是質荷比 (m/z)。聽起來很復雜，但事實并非如此——因為質譜分析過程中產生的大部分離子都帶 1 電荷，因此m/z 通常等于分子的質量。簡單的！


生物研究中的質譜值得嗎？
一句話，對！質譜法為您的生物（或其他）分子提供準確的重量測量，可用于：


對樣品的純度給出一個很好的估計（即您的樣品中是否有一種或多種分子種類以及這些種類的比例）
監測反應、氨基酸序列和寡核苷酸，并提供有關蛋白質結構的信息
識別和量化樣品
質譜法使生物學能夠從識別單一蛋白質轉向蛋白質組范圍的表征和量化。隨著該工具的開發，研究人員現在可以開始在動力學基礎上定義生化途徑，這將有助于我們了解細胞對不斷變化的環境的機械反應。


 質譜在生物研究中的實際應用
制藥公司和研究人員正在使用該技術進行藥物發現、獲取藥物代謝信息和藥代動力學研究。 [2] 通過質譜法研究蛋白質現在得到了從基因組測序項目中獲得的信息的幫助。 [3] 該技術還發現了醫療用途，例如新生兒篩查、血液分析和藥物測試。這些用途還使質譜（與其他分析技術結合時）成為法醫分析中的強大工具。


如何在生物研究中使用質譜法？
如果您認為質譜法可用于您的研究，請檢查您的系或學院是否有可用的質譜儀。這可能是一種“上門”服務，您可以預訂一個插槽并運行自己的樣品，或者作為技術人員運行的服務。將始終為這些服務提供培訓，因此請四處詢問。


雖然使用次數很多，但儀器本身并不是——通常機器可以放在臺式上。


但在使用公用質譜儀之前請記住這一點
獲得準確結果的最重要因素是保持其清潔和無污染物。正如許多化學家所證明的那樣，這通常是公用質譜儀的一個問題——特別是如果您之前的用戶沒有正確清潔色譜柱。明智的做法是在使用之前（和之后！）自帶溶劑來清潔色譜柱。


另一方面，還要注意樣品制備過程中的意外污染可能會擾亂您的結果，保留這些質譜污染物的標簽可以幫助您的實驗。