聚糖结构高效质谱分析新方法

糖基化作为一种最常见的翻译后修饰，与人类的健康状况和疾病发生及发展密切相关。由于糖基生物合成是一个非模板化的非线性过程，聚糖结构的相当复杂，这使得聚糖的结构鉴定是一个巨大的挑战。

质谱分析（MS)，特别是串联质谱与软电离相结合，已经成为聚糖结构分析的核心工具。然而，串联质谱需要额外的复杂硬件和额外的时间用于离子提取，使得结构分析效率较低。而基质辅助激光解吸离子化质谱（MALDI-MS）有快速、高通量和耐盐性等优点，但现有的技术的碎片化模式，主要是碰撞诱导解离，限制了其在糖类结构综合分析中的应用。

近日，南京大学化学化工学院生命分析国家重点实验室刘震教授（点击查看介绍）团队报道了一种称为“纳米金颗粒辅助源内阳离子加成解离 (AuNP-assisted isCAD)”的方法，直接用于聚糖结构的高效质谱解析。该方法的基本原理如图1所示，纳米金颗粒作为离子化介质，既可以作为电离的激光能量吸收剂，也可以作为阳离子源内加成反应的引发剂。残留在纳米金颗粒上或额外添加的钠离子，作为阳离子化试剂。分析物吸附在纳米金颗粒表面，在激光照射下，纳米金颗粒吸收光能，促进周围阳离子向糖类分子转移，形成钠离子加合物，在离子源内自发地裂解成碎片离子。而质子作为阳离子化试剂时，加入到样品基体中可以抑制碎片化。因此，通过简单地调节钠离子和质子的相对浓度，可以很容易地调节碎片化程度，从而获得全面的结构信息。

图1. 纳米金颗粒辅助源内阳离子加成解离质谱对糖类化合物进行结构鉴定的原理示意图

这种方法提供了一种简单、经济、可调节的碎片化方法，无需任何额外的硬件和离子提取，即可高效地对糖类进行MS结构分析。该方法适用于多种糖类（单糖、寡糖、O-聚糖、N-聚糖）的分析，因此，它为聚糖结构的高效MS解析提供了新的途径。

图2. AuNP-assisted isCAD-MS对M3N2 聚糖的结构解析

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是南京大学博士研究生贺晖，化学化工学院的刘震教授为论文的通讯作者。

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Efficient Mass Spectrometric Dissection of Glycans via Gold Nanoparticle-Assisted in-Source Cation Adduction Dissociation

Hui He, Yanrong Wen, Zhanchen Guo, Pengfei Li, Zhen Liu*

Anal. Chem., 2019, 91, 8390-8397, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b01217

刘震教授简介

刘震，南京大学特聘教授，博士生导师，国家杰出青年基金获得者。1998年于中国科学院大连化学物理研究所获博士学位。2000-2002年，日本兵库大学日本学术振兴会（JSPS）特别研究员；2002-2005年，加拿大滑铁卢大学博士后。2005年获聘南京大学教授，2006年起任博士生导师，2008年入选教育部“新世纪优秀人才”， 2011年-2014年任加拿大滑铁卢大学工程学院兼职教授，2014年获国家杰出青年科学基金，2016年入选江苏省“333高层次人才”（第二层次）。兼任国际分子印迹学会理事会理事、中国质谱学会常务理事、中国化学会质谱专业委员会委员、中国生物化学与分子生物学会蛋白质组学专业委员会委员、《Analytica Methods》副主编、《Analytica Chemica Acta》、《Electrophoresis》、《Separation Science Plus》、《科学通报》、《质谱学报》和《色谱》等杂志编委。主要从事分子识别、生物分离和疾病诊断分析等研究，主持国家重大科研仪器项目和基金委重点项目等国家级科研项目10余项，已在Chemical Society Review，Accounts of Chemical Research，Angewandte Chemie International Edition，Nature Protocols，Chemical Science等期刊上发表论文140余篇，主编及合著著作2部，出版专章7章，申请发明专利18项，获专利授权12项。2011年和2017年先后获中国分析测试协会科学技术奖一等奖共2次，2016年获Phenomenex & Analytical Scientist联合颁发的科学人文奖银奖。

刘震

https://www.x-mol.com/university/faculty/67633

课题组网址

http://hysz.nju.edu.cn/liuzhen/

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