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碳水化合物是广泛存在于生物组织中,并参与多项生化过程的一类复杂生物分子。表征碳水化合的结构有利于充分理解其在生物体内起到的重要作用。基质辅助激光解吸/电离质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry,MALDI MS)和电喷雾电离质谱(electrospray ionization mass spectrometry,ESI MS)等软电离质谱是表征生物分子,如蛋白质、脂质和碳水化合物的强有力工具。其中,MALDIMS可直接表征未衍生碳水化合物分子的化学结构,具有高灵敏度、低样品损耗和高通量等优点。通过质谱可以得到糖类的分子量和聚合度等信息,且串联质谱还可以有效表征单糖序列、糖苷键连接类型和异头构型,由此可以区分糖类的同分异构体。本研究首先优化了基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDItime-of-flight massspectrometry,MADLITOF MS)测定寡糖的实验方法。在此条件上,通过研究一系列寡糖标准品的串联质谱图,得到不同类型寡糖的特征断裂。此外,利用MALDITOFMS对市售啤酒中糖类进行分析。本文主要研究内容和结论如下:
(1)在MS-MS2KV阳离子模式下,通过选择不同基质,即2,5-二羟基苯甲酸(2,5-Dihydroxybenzoic acid, DHB )、2,4,6-三羟基苯乙酮(2,4,6-trihydroxyacetophenone, THAP)、α-氰基-4-羟基肉桂酸(α-cyano-4-hydroxycinnamicacid,CHCA),寡糖标准品的不同浓度(从5mg/mL到0.05mg/mL),不同点样方法(干燥液滴法和薄层法)和不同点样量(1μL或1.5μL),优化了MALDITOF/TOFMS测定寡糖的实验方法。研究结果显示,以CHCA为基质,对5mg/mL的寡糖采用薄层法制备样品,设置点样量1.5μL,可采集到信号强度较强且碎片离子丰富的寡糖质谱图。
(2)采用优化后的MALDITOF/TOFMS检测寡糖的方法,研究了二十四种不同聚合度(Degree of polymerization, DP)和糖苷键的中性寡糖在MALDITOF/TOFMS中的碎片化规律。研究发现不同聚合度和糖苷键的低聚葡萄糖在MALDITOF/TOFMS中不仅出现了糖苷键断裂产生的碎片离子,还出现了穿环断裂产生的碎片离子,其中与还原端相连的糖苷键碎片峰较为丰富,具有以下特征:1→3糖苷键存在质量丢失分别为60、90和120的0,2A、0,3A和2,4A型碎片离子;1→4糖苷键存在质量丢失分别为60和120的0,2A和2,4A型碎片离子;1→6糖苷键存在质量丢失分别为60、90和120的0,2A、0,3A和0,4A型碎片离子。环糊精在MALDITOF/TOFMS中仅出现糖苷键断裂产生的碎片离子。棉子糖、1-蔗果三糖和1,1-蔗果四糖仅出现糖苷键断裂产生的碎片离子。菊粉三糖和果三糖不仅出现了糖苷键断裂产生的碎片离子,还出现了穿环断裂产生的0,2A型碎片离子。
(3)在反射阳离子模式下,采用MALDITOFMS分析不同种类市售啤酒中的糖类。通过选择不同基质(DHB、superDHB、THAP),以及啤酒样品的六个稀释度(从原液到1000倍稀释),得到了MALDITOFMS分析啤酒中糖类的最适条件。研究结果显示,THAP可在较宽稀释倍数范围内得到啤酒中糖类信号,且测得糖类的聚合度可达18。
(1)在MS-MS2KV阳离子模式下,通过选择不同基质,即2,5-二羟基苯甲酸(2,5-Dihydroxybenzoic acid, DHB )、2,4,6-三羟基苯乙酮(2,4,6-trihydroxyacetophenone, THAP)、α-氰基-4-羟基肉桂酸(α-cyano-4-hydroxycinnamicacid,CHCA),寡糖标准品的不同浓度(从5mg/mL到0.05mg/mL),不同点样方法(干燥液滴法和薄层法)和不同点样量(1μL或1.5μL),优化了MALDITOF/TOFMS测定寡糖的实验方法。研究结果显示,以CHCA为基质,对5mg/mL的寡糖采用薄层法制备样品,设置点样量1.5μL,可采集到信号强度较强且碎片离子丰富的寡糖质谱图。
(2)采用优化后的MALDITOF/TOFMS检测寡糖的方法,研究了二十四种不同聚合度(Degree of polymerization, DP)和糖苷键的中性寡糖在MALDITOF/TOFMS中的碎片化规律。研究发现不同聚合度和糖苷键的低聚葡萄糖在MALDITOF/TOFMS中不仅出现了糖苷键断裂产生的碎片离子,还出现了穿环断裂产生的碎片离子,其中与还原端相连的糖苷键碎片峰较为丰富,具有以下特征:1→3糖苷键存在质量丢失分别为60、90和120的0,2A、0,3A和2,4A型碎片离子;1→4糖苷键存在质量丢失分别为60和120的0,2A和2,4A型碎片离子;1→6糖苷键存在质量丢失分别为60、90和120的0,2A、0,3A和0,4A型碎片离子。环糊精在MALDITOF/TOFMS中仅出现糖苷键断裂产生的碎片离子。棉子糖、1-蔗果三糖和1,1-蔗果四糖仅出现糖苷键断裂产生的碎片离子。菊粉三糖和果三糖不仅出现了糖苷键断裂产生的碎片离子,还出现了穿环断裂产生的0,2A型碎片离子。
(3)在反射阳离子模式下,采用MALDITOFMS分析不同种类市售啤酒中的糖类。通过选择不同基质(DHB、superDHB、THAP),以及啤酒样品的六个稀释度(从原液到1000倍稀释),得到了MALDITOFMS分析啤酒中糖类的最适条件。研究结果显示,THAP可在较宽稀释倍数范围内得到啤酒中糖类信号,且测得糖类的聚合度可达18。