离子阱质谱在高质量范围内测定寡糖化合物

前言

近年分子生物学、细胞生物学和生物化学等的发展使人们不断认识到糖类物质除储能之外还有其它诸多生物学功能，同时大量的实验结果也揭示了糖类物质是重要的信息分子，参与许多生理和病理过程。其中寡糖由于单糖分子、寡糖素结合位置和结合类型的不同，使得种类繁多，功能各异，寡糖的结构与组成直接决定了其生物学功能，鉴于糖缀合物上寡糖链在生命过程中的重要作用，展开寡糖链的结构分析是非常重要的。糖类的分析方法常规的有苯酚硫酸法、二硝基水杨酸法等化学方法，随着现在分析技术的进步，几种先进的物理学方法己经应用到寡糖的分析上来，如气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）和毛细管电泳法（CE）。这些方法分离能力高，方法灵敏快速。此外红外(IR)、核磁共振(1H-NMR,13C-NMR,COSY等)、质谱(MS)等方法也运用到了糖类结构分析中，使糖的分析方法有了质的飞跃。质谱是目前寡糖序列分析的常用方法之一。由于其灵敏度高，药品用量少，在糖分析中得以广泛应用。质谱不仅可用于提供寡糖的分子量信息，而且可以确定单糖残基间的连接顺序。近年来，快原子轰击质谱(FAB-MS)、电喷雾电离质谱(ESI-MS)，基质辅助基光解吸质谱(MALDI-MS)在测定糖的分子量和糖链的一级结构方面得到广泛的应用。　本文中LTQ二维线性离子阱质谱仪在高质量端（m/z200-4000）具有很高的全扫描灵敏度，可以满足寡糖类样品对宽质量范围的需求。由于仪器正常使用的质量范围是50-2000（m/z），故对200-4000(m/z)质量段需要进行附加的校正。

实验条件

2.1 试剂和样品

PPG2700校正标样购于Sigma公司

寡糖类混合物 客户提供标准品

寡糖类混合物衍生物 客户提供

甲醇( 色谱纯， 德国Merck)

乙腈( 色谱纯， 德国Merck)

0.1%乙酸(优级纯，Merck)

2.2 质谱条件

Syringe Pump Flow Rate：5ul/Min

Spray Voltage: 4300 V

Sheath Gas: 5 Arb

Aux Gas: 0 Arb

Capillary Temperature: 270℃

Capillary Voltage：20 V

Tube Lens：200 V

对于高质量校正，以下参数需要特别设定

Sheath Gas: 30 Arb

Capillary Temperature: 350℃

Source Fragment: 20V

Tube Lens: 200V

实验结果和结论

3.1 高质量校正结果和图谱

按照说明书配好高质量校正所需浓度的PPG 2700校正液, 得到的PPG 2700标准的校正图谱如下：

图1中红色标记的峰为高质量校正的基准峰。需注意，在进行高质量校正之前，应在常规质量范围内（50-2000 amu）做彻底的校正，并通过所有校正项目。　

3.2 寡糖类混合物的质谱图分析

从图2 中，可以看出从450到4000 amu质量段LTQ线性离子阱质谱可以得到清晰的质谱图，图中每个峰的间隔为162，这是典型的寡糖类化合物的质谱出峰，162为C6H10O5葡萄糖结构单元。

3.3衍生化寡糖类混合物的质谱图分析

如图3和图4所示，衍生化后寡糖混合物的质谱峰间隔发生明显变化，由原来的162变成204，相差42，说明寡糖类化合物发生修饰，并且可以推断为葡萄糖结构单元中三个裸露的羟基（-OH）被甲基（-CH3）保护，变成六碳糖的全甲基化的残基。

结论

从以上实验可知，LTQ二维线性离子阱质谱在普通质量范围 （50-2000 amu）和高质量范围（200-4000 amu）均能得到优质的质谱图，寡糖类化合物分子量范围覆盖宽而高，LTQ完全可以满足类似于该类化合物的分析检测，对于推断糖基团的种类，修饰和数目提供有力的依据。