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島津特色質(zhì)譜技術(shù)丨MALDI-TOF在藥物分析有您意想不到的應(yīng)用場(chǎng)景

2024-10-14

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MALDI-TOF技術(shù)簡(jiǎn)介

質(zhì)譜技術(shù)從20世紀(jì)初發(fā)展到現(xiàn)在,先后有多位與此相關(guān)的科學(xué)家獲得諾貝爾獎(jiǎng)。離我們最近的一次,是 2002 年島津制作所資深工程師田中耕一和美國(guó)科學(xué)家 Fenn,因?yàn)椤伴_(kāi)發(fā)了用于生物大分子質(zhì)譜分析的軟解吸電離方法”共同獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

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《中國(guó)藥典》0431質(zhì)譜法收載了該項(xiàng)技術(shù),提到該技術(shù)原理是將溶于適宜基質(zhì)中的樣品涂布于金屬靶上,經(jīng)高強(qiáng)度紫外或紅外脈沖激光照射后,實(shí)現(xiàn)待測(cè)成分的離子化??捎糜诜肿淤|(zhì)量在 100000 Da 以上的生物大分子分析,適宜與飛行時(shí)間質(zhì)量分析器結(jié)合使用。在2023年修訂公示稿中增加“電子轟擊離子源、電噴霧離子源和基質(zhì)輔助激光解吸離子源等是最常用的離子源”的表述。

 

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當(dāng)今被廣泛采用的 MALDI-TOF實(shí)際上是兩個(gè)核心技術(shù)的結(jié)合,即基質(zhì)輔助激光解吸電離與飛行時(shí)間離子分離技術(shù)。MALDI-TOF有線性和反射兩種常見(jiàn)的工作模式。

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線性模式

 

線性模式檢測(cè)范圍廣,理論上可檢測(cè)1 Da-500kDa分子量范圍的樣品,適合于高分子量樣品如蛋白、抗體、高聚物等。

 

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反射模式飛行距離長(zhǎng),分辨率高于線性模式,可檢測(cè)單同位素峰,但通常適用于分子量小于5 kDa的樣品,如酶切后的肽段、小分子化合物、低分子聚合物等。

MALDI-TOF-MS具有速度快、靈敏度高、準(zhǔn)確度高及分辨率高等特點(diǎn)。

 

島津MALDI-TOF產(chǎn)品線

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MALDI全家福

MALDI-TOF 在動(dòng)物類中藥摻偽鑒別、多糖寡糖分析、分子量測(cè)定、多肽合成監(jiān)控、蛋白質(zhì)鑒定、聚合物分析、質(zhì)譜成像、核酸分析、微生物快速鑒定、疫苗分析等藥物分析各個(gè)研究領(lǐng)域均有良好的應(yīng)用。

 

基于MALDI-TOF MS肽指紋圖譜技術(shù)的中藥鹿血晶摻偽鑒別研究

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6個(gè)物種的MALDI-TOF MS肽指紋圖譜

 

對(duì)梅花鹿、馬鹿、豬、牛、羊、驢等6個(gè)物種各10批次樣品進(jìn)行制備,建立各物種的MALDI-TOF MS肽指紋圖譜,可以清楚看到特征肽在不同物種指紋圖譜中有清晰的體現(xiàn)。

 

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6條特征肽段為變量,利用6個(gè)物種樣品MALDI-TOF MS指紋圖譜數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析(PCA),鹿血晶的真品梅花鹿和馬鹿與摻偽樣品豬、牛、羊、驢之間有明顯的聚類趨勢(shì),進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行層次聚類分析(HCA),不同物種的血晶樣本被成功分為5類,進(jìn)一步驗(yàn)證了PCA結(jié)果的可靠性。

 

引自:王慎興,曹玲,黃青,等.基于MALDI-TOF MS肽指紋圖譜技術(shù)的中藥鹿血晶摻偽鑒別研究[J/OL].質(zhì)譜學(xué)報(bào):1-9[2024-07-08].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2979.th.20240703.1056.002.html.

 

MALDI-TOF Resonance 分析中藥材北沙參中多糖降解得到的寡糖

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北沙參中提取到的寡糖質(zhì)譜圖如圖可見(jiàn),北沙參中提取的糖經(jīng)降解后得到-系列的寡糖,且相鄰寡糖都相差一個(gè)六碳糖的殘基質(zhì)量數(shù),即 162,如圖中的m/z 1013.33.1175.38 和 1337.44,這說(shuō)明北沙參多糖降解時(shí),降解下來(lái)相同的糖單元。在各主峰旁都有個(gè)與其分子量相差 16 Da的次峰(m/z1013.33和 1029.30、m/z1175.38和 1191.36),這正好是 Na 和 K的質(zhì)量數(shù)差。這是因?yàn)樘遣⒉幌竦鞍踪|(zhì)那樣容易質(zhì)子化,所以它極易與樣品或基體中的 Na+、K+形成加合物,在質(zhì)譜圖中形成一對(duì)分子量相差 16 Da 的峰。糖的這一性質(zhì)成為判定其分子量的重要依據(jù)。

 

臺(tái)式MALDI-8030用于司美格魯肽的快速合成質(zhì)控

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多肽藥物的合成方法包括通過(guò)動(dòng)植物中提取、化學(xué)合成和基因重組三種,其中化學(xué)合成占比在90%以上。對(duì)合成的多肽藥物進(jìn)行分子量及雜質(zhì)的確認(rèn),是藥物質(zhì)量控制的必要環(huán)節(jié)。島津應(yīng)用臺(tái)式MALDI-TOF 質(zhì)譜儀 MALDI-8030 對(duì)某種按照半重組制備法生產(chǎn)的在研司美格魯肽合成中間體及制劑進(jìn)行分子量及雜質(zhì)進(jìn)行快速確認(rèn)的例子,可作為多肽藥物合成快速質(zhì)控的參考。

 

Performance 檢測(cè)多西他賽注射劑中的藥用輔料吐溫 80

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樣品一級(jí)質(zhì)譜圖(m/z 10-10000);插圖:局部放大圖(m/z500-2800)

 

吐溫80,又稱聚山架酯-80,是一種藥用輔料,經(jīng)常用作注射液及口服液的增溶劑或乳化劑,以地蔥酚(Dithranol)為基質(zhì),應(yīng)用AXIMA-Performance分析了藥用輔料吐溫80的分子量分布及單體信息。樣品的質(zhì)譜檢測(cè)結(jié)果如圖所示,在 m/z 500-2800 Da 檢測(cè)到三個(gè)不同的聚合物正態(tài)分布的離子峰系列。分別與吐溫80的理論分子式、吐溫80失去一分子H2O的理論分子式,吐溫 80 得到一分子 H2O的理論分子式相符合,可作為聚合物樣品分析時(shí)的參考。

 

MALDI-8030 分析寡核苷酸序列

使用 MALDI-8030 對(duì)兩個(gè)寡核苷酸進(jìn)行了負(fù)離子模式源內(nèi)裂解(ISD)分析。MALDI-8030 從 MS 測(cè)量到ISD 模式,只需要簡(jiǎn)單地增加激光能量,快速且容易。在質(zhì)譜圖中幾平可以找到寡核苷酸序列產(chǎn)生的所有 w 離子。只有對(duì)應(yīng)于從 3'端開(kāi)始的第一個(gè)或第二個(gè)單元的 w離子由于與基質(zhì)產(chǎn)生的信號(hào)重疊而不能被歸屬。在 S-Oligo 的分析中,除了兩個(gè)5'端單元外,幾乎檢測(cè)到了一系列完整的a離子。而在 LNA-Oligo 的分析中,檢測(cè)到的a離子完全來(lái)自內(nèi)部序列,說(shuō)明在這種情況下,這些a離子信息可以補(bǔ)充w離子所提供的序列信息。

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MALDI-TOF iDPlus Performance 鑒定耐藥菌品種

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《中國(guó)藥典》0431質(zhì)譜法公示稿增加質(zhì)譜法還可用于細(xì)菌、真菌分類與鑒定應(yīng)用描述。

利用島津基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜 MALDI-TOF 結(jié)合 SARAMIS 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行常見(jiàn)耐藥菌品種鑒定。通過(guò)簡(jiǎn)單的樣品前處理,成功鑒定大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等耐藥菌株,結(jié)果與預(yù)期相符。分析過(guò)程具有全自動(dòng)高通量、分析成本低、速度快、結(jié)果準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)。

 

本文內(nèi)容非商業(yè)廣告,僅供專業(yè)人士參考。

 


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