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生物�(zhì)譜儀
閱讀�3654時間�2018-06-15 09:59:43

�1886年Goldstein�(fā)明早期質(zhì)譜儀器常用的離子�,到1942年臺單聚焦質(zhì)譜儀商品�,質(zhì)譜基本上處于理論�(fā)展階�。隨后質(zhì)譜在電離技�(shù)和分析技�(shù)上的�(fā)展和完善,使之很快應(yīng)用于地質(zhì)、空間研�、環(huán)境化�(xué)、有�(jī)化學(xué)、制藥等多個領(lǐng)��

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  隨后�(zhì)譜在電離技�(shù)和分析技�(shù)上的�(fā)展和完善,使之很快應(yīng)用于地質(zhì)、空間研�、環(huán)境化�(xué)、有�(jī)化學(xué)、制藥等多個領(lǐng)�。然�,即使在等離子體解吸(plasma desorption,PD)和快原子轟擊(fast atom bombardment,FAB)兩項軟電離�(zhì)譜技�(shù)出現(xiàn)以后,質(zhì)譜分析的相對分子�(zhì)量也只是在幾千左�。真正意義上的變革以80年代中期出現(xiàn)的兩種新的電離技�(shù):電噴霧電離(electrospray ionization,ESI)和基質(zhì)輔助激光解吸電離(matrix-assisted laser desorption ionization,MALDI)為代表,這兩種技�(shù)所具有的高靈敏度和高質(zhì)量檢測范�,使得在fmol �10-15)乃至amole�10-18)水平檢測相對分子質(zhì)量高�(dá)幾十萬的生物大分子成為可能,從而開拓了�(zhì)譜學(xué)一個嶄新的�(lǐng)域——生物質(zhì)�,促使質(zhì)譜技�(shù)在生命科�(xué)�(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用和�(fā)展�

分類

  目前商業(yè)化的生物�(zhì)譜儀,其離子化方式主要是電噴霧電離與基質(zhì)輔助激光解吸電�,前者常采用四極桿質(zhì)量分析器,所�(gòu)成的儀器稱為電噴霧(四極桿)質(zhì)譜儀(ESI-MS),后者常用飛行時間作為質(zhì)量分析器,所�(gòu)成的儀器稱為基�(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜儀(MALDI-TOF-MS�。ESI-MS的特點之一是可以和液相色譜、毛�(xì)管電泳等�(xiàn)代化的分離手段聯(lián)�,從而大大擴(kuò)展了其在生命科學(xué)�(lǐng)域的�(yīng)用范�,包括藥物代謝、臨床和法醫(yī)�(xué)的應(yīng)用等;MALDI-TOF-MS的特點是對鹽和添加物的耐受能力高,且測樣速度�,操作簡單。此�,可用于生物大分子測定的�(zhì)譜儀還有離子阱(ion trap,IT)質(zhì)譜和傅里葉變換離子回旋共振(Fourier transform ion cyclotron resonance,FTICR)質(zhì)譜等。而最近面市的型的生物�(zhì)譜儀是液相色�-電噴�-四極桿飛行時間串�(lián)�(zhì)譜儀(LC-ESI-MS-MS)與帶有串聯(lián)�(zhì)譜功能的MALDI-TOF�(zhì)譜儀,前者是在傳�(tǒng)的電噴霧�(zhì)譜儀的基�(chǔ)上采用飛行時間質(zhì)量分析器代替四極桿質(zhì)量分析器,大大提高了儀器的分辨率、靈敏度和質(zhì)量范�,其商品名有Q-TOF和Q-STAR等;后者是在質(zhì)譜中加入了源后降解(post-source decay,PSD)模式或碰撞誘導(dǎo)解離(collisionally induced dissociation,CID)模�,從而使生物大分子的測序成為可能�

�(yī)�(xué)�(yīng)�

  生物�(zhì)譜可提供快速、易解的多組分的分析方法,且具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、準(zhǔn)確性好等特�,其適用范圍�(yuǎn)�(yuǎn)超過放射性免疫檢測和化學(xué)檢測范圍,生物質(zhì)譜在檢驗�(yī)�(xué)中主要可用于生物體內(nèi)的組分序列分�、結(jié)�(gòu)分析、分子量測定和各組分含量測定�
  1、核酸檢測的�(yīng)用:核酸的分子生物學(xué)研究已經(jīng)成為生命化學(xué)、分子生物學(xué)及醫(yī)�(xué)�(lǐng)域中有活力的研究方向之一。通過�(xiàn)代生物質(zhì)譜技�(shù),我們不但能夠得到寡聚核苷酸的分子質(zhì)量,而且能夠通過相關(guān)的技�(shù)得到它的序列信息�
  2、小分子生物�(biāo)志物檢測的應(yīng)用:�(zhì)譜在檢驗�(yī)�(xué)中應(yīng)用較早、較廣泛的是用核素稀釋GC—MS分析小分子生物標(biāo)志物,該方法是很多生物小分子檢測的參考方�,主要分析項目有氨基酸、脂肪酸、有�(jī)酸及其衍生物、單糖類、前列腺�、甲狀腺素、膽汁酸、膽固醇和類固醇、生物胺、脂�、碳水化合物、維生素、微量元素等,其中很多項目的方法比較完善,如激素¨的檢測和利用串�(lián)�(zhì)譜法�(jìn)行新生兒氨基�、游離肉毒堿和酰肉堿的篩查系�(tǒng)_2l3J�2004年l2�24目美國食品藥品管理局(FDA)還專門制訂了“用串聯(lián)�(zhì)譜法分析新生兒氨基酸、游離肉毒堿�?;鈮A篩選檢測系統(tǒng)”的指導(dǎo)性文�。生物質(zhì)譜作為參考方�,在臨床檢驗的量值溯源工作中也發(fā)揮著重要作用。由于質(zhì)譜方法在測量的準(zhǔn)確性和可靠性上所具有的巨大優(yōu)�,目前很多國際組織或校準(zhǔn)品制造商都用�(zhì)譜法作為參考方�,對一些測定項目的校準(zhǔn)品�(jìn)行定值,如:葡萄�、尿酸、T4、肌酐等�
  3、大分子生物�(biāo)志物檢測的應(yīng)用:大分子生物標(biāo)志物按結(jié)�(gòu)可分為蛋白質(zhì)、糖蛋白和低聚核苷酸。蛋白質(zhì)是疾病的重要生物�(biāo)志物,當(dāng)異常基因�(chǎn)生異常蛋白質(zhì)�,臨床實驗室可通過測量代謝物濃�、代謝物組變�、檢測疾病相�(guān)異常功能蛋白、結(jié)�(gòu)蛋白或蛋白指紋圖譜等來提供用于診斷疾病的�(shù)�(jù)。代謝物�、蛋白質(zhì)組、基因組分析間的相互作用將是今后幾年我們面臨的主要挑戰(zhàn)與發(fā)展機(jī)�。臨床檢驗將通過連續(xù)地�(jìn)行這些分析,先鑒別與疾病有�(guān)系的代謝物組,然后通過對蛋白質(zhì)�(�)DNA的分析驗證鑒別結(jié)�,再連同其他臨床信息和實驗室�(shù)�(jù),確定疾病的�(yán)重程�,并制定治療策略。腫瘤標(biāo)志物的測定是生物�(zhì)譜技�(shù)在臨床檢驗應(yīng)用中最為突出和有價值的�(lǐng)�,生物質(zhì)譜技�(shù)最有希望成為腫瘤的早期檢測方法。根�(jù)生物�(zhì)譜技�(shù)對乳腺癌等l2種腫瘤的血清及尿液檢測�(jié)果已證實,其檢測靈敏�82%�99%;診斷特異性為85%�99%,這是一個令人震驚的�(jié)��
  4、微生物鑒定的應(yīng)用:通過每種�(xì)菌分離物的生物質(zhì)譜可得到基于每種�(xì)菌惟一的肽模式或指紋圖譜來鑒別�(xì)�,Hsu已用串聯(lián)�(zhì)譜鑒定了沙門菌J。由于蛋白質(zhì)在細(xì)菌體�(nèi)的含量較�,生物質(zhì)譜可常用于細(xì)菌屬、種、株的鑒�;而串�(lián)�(zhì)譜還可針對糖類或脂類的脂肪酸組成�(jìn)行鑒�;此�,通過對生物樣本�(jìn)行處理后,串�(lián)�(zhì)譜也可從單細(xì)菌水平發(fā)�(xiàn)和確定病原菌及孢�;對特殊脂質(zhì)成分的分析則可了解樣本中病原菌的活力和潛在感��
  5、藥物分析的�(yīng)用:�(zhì)譜在藥物分析中的�(yīng)用包括:合成藥物組分分析,天然藥物成分分�,肽和蛋白質(zhì)藥物(包括糖蛋�)氨基酸序列分�,藥物代謝研究和中藥成分分析。在檢驗�(yī)�(xué)中應(yīng)用較多的是治療藥物監(jiān)�(TDM),以前藥物檢測主要使用免疫化�(xué)技�(shù)和高效液相色譜技�(shù)。雖�,免疫化�(xué)技�(shù)簡單易行,但是所測定藥物種類比較�。高效液相色譜技�(shù)測定藥物種類雖較�,但定性的可靠性差。然�,液相色譜與�(zhì)�(LC、Ms)�(lián)用技�(shù)檢測藥物�(zhǔn)�、快速,幾乎可以用于所有藥物檢�,如抗癌�、免疫抑制劑、抗生素以及心血管藥,LC、MS技�(shù)有望成為藥物檢測的最�(qiáng)有力的工具�

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