高分辨FT-ICR内部生物分子碰撞截面积测量

【作者】 毛露； 陈煜； 徐伟；

【机构】 北京理工大学生物医学工程系；

【摘要】 为了了解生物分子在生物系统中的作用和功能,研究生物分子的成分和结构显得至关重要^[1]。在此,我们提出了一个新的质谱方法用来证明在傅里叶变换离子回旋共振单元中能同时获得生物分子的高分辨率质谱和碰撞截面积^[2]。这个方法保持了较高的FT-ICR分辨率,同时碰撞截面积和质谱测量,最小或没有修改FT-ICR仪器。通过FT-ICR单元产生的图像电流信号用一个时域数据处理方法来提取m/z比和碰撞截面积。图1（左图）作图展示了这个实验的流程示意图。实验在一个特制的9.4T的FT-ICR单元中进行,在ICR单元中用一个脉冲泄露阀来控制缓冲气体（N2）。首先将提前的时域信号经过快速傅里叶变换来获取频谱。然后选择一个感兴趣的峰通过差分方法来求出它的初相,然后将它调制零频。通过多次滤波和降采来滤掉噪音和其他峰。然后提取出它的时域信号,经过最小二次拟合求得衰减系数,然后通过公式来计算碰撞截面积。使用该方法,对展开的ubiquitin离子测量的结果如图1（右图）所示。与缓冲气体碰撞是我们信号衰减的主要因素（最小化空间电荷效应,磁场电场不均匀的影响）。在ICR单元中气压变化从10^-10到5.9×10^-9Torr离子数目控制通过一个八级离子阱收集40毫秒,瞬态信号设置为6.115秒,离子阱的直径是94毫米,将离子激发到离子阱半径的40%,ubiquitin离子激发后将拥有1 7.5KeV的动能,一次单次离子分子碰撞最大的交换能量114eV,因此一次碰撞离子足以从离子包中移相,所以我们可以通过时域衰减信号对其进行碰撞截面积的测量。图一右图即我们的测试结果,可以看出通过我们的方法测得的碰撞截面积与其他方法（离子迁移谱）测得的基本吻合,带电荷数越多的碰撞截面积要比带电荷少的偏大,因为带电荷数越大受到空间电荷效应越明显。更多还原