主题：【资料】质谱的应用(共2讲)

质谱的应用--在生物化学和医药学中的应用 

　　生物化学是研究生物的化学组成和它们的化学活动的科学。对于重要的生物高分子如蛋白质、化合物的结构进行分析，以阐明结构和他们的生物功能之间的关系，同时研究生物体合成或分解这些物质的代谢过程，在这些知识的基础上，人们在分子水平上阐明生长、运动、发育、遗传等各种生命现象。这门科学仅就分析工作而言就非常复杂，没有哪一种技术可以单独地解决任何一个局部问题；而它的意义又是如此重大 ，以致使得近代科学动员和创造大量新技术为之服务。质谱以其高超的灵敏度和特征谱图的本领而成为重要的手段。在这个领域的应用，是有机质谱研究最活跃、内容最丰富的部分。


　　生物化学也是临床医学的重要基础。例如，用质谱研究药物在人体中的代谢过程；质谱分析尿、血、皮脂、体液等的变化，以辅助正确诊断等应用方兴未艾。至于药物化学，无论是合成新药或由天然药物中找寻有效成分，甚至药物需质量鉴测，质谱技术都是重要的手段。特别是中药的研究，是我国有机质谱专业中应用最多、成效最显著的分支。

　　⑴蛋白质研究

　　尽管蛋白质品种多，结构十分复杂，但有它的共性。一种蛋白质的分子是全部或部分由数量有限的氨基酸分子所构成。如果我们把蛋白质比喻为积木搭成的建筑群，氨基酸分子则可以看作是一些形物不同的小木块，用它们搭成的自成单元的小建筑物，这种“中间物”叫做“肽”。蛋白质分子太大了，在研究中必须分段处理，小分子氨基酸双太小了，不容易从它去设想蛋白质的结构，而且氨基酸的分析已由色谱方法比较满意地解决了，所以质谱研究的重点是肽的研究。两个氨基酸以肽搜索结合的酰胺叫做二肽，三个氨基酸组成的叫三肽，依次有四肽、五肽……对不大的肽（如2~6肽）衍生成氨基醇，作硅烷化处理，可以有效地进行色—质分析。在各小肽作出鉴定的基础上，可以了解各肽之间的合理组合。

　　⑵甾族化合物（类固醇）

　　这是一类在自然界和生物体内分布很广、有重要生理作用的物质（如胆固醇），，雌、雄性激素。肾上腺皮质素等。它们的共性是具有特征性的骨架结构。若有不同的取代基或者取代位置不同，就形成特性很不相同的物质。这类物质，在生理上和药物上都很重要。质谱在研究甾族化合物中是极其有用的。它可以测定未知物的分子量，生成的碎片离子起着化合物“指纹”的作用，与已知的谱图相比较，多数可以得到肯定的结构。

　　⑶糖类

　　糖类及其缩聚物（多糖），不但是生物化学研究的重要对象，也是药物化学中十分重要的一大类物质。由葡萄糖结合而生成的支链多糖碳水化合物在动物体内贮存的形式。主要存在于肌肉和肝脏的细胞中。

　　由于糖类是多羟基醛、酮及其缩合物，热稳定性差，强极性使得它难必气化，质谱研究困难，但近来用衍生化和场解吸技术，使这方面的工作有了很大发展。质谱在提供分子量和元素组成数据方面的长处是无与伦比的。

　　⑷生物碱

　　生物碱是含氮的碱性有机化合物，多具有特殊的生物活性，多是重要的药物。它主要存在于植物体中，是中药料中一类重要的成分。如存在于黄连中的黄连素，是大家熟悉的抗菌消炎药，我国的川黄连在国际上亨有盛誉。香港学者，用质谱方法比较过川黄连与国外产的黄连成分，找到它们的差异，从而为疗效不同找到了原因。由喜树、长春花中萃取得到了喜树碱、长春新碱都因为有抗癌作用面受到重视，萝芙木中提取的利血平有降低血压的功效。在这些物质的结构测定中，质谱研究都起到了决定性作用。我国的中草药是药物来源的宝库，意义重大但尚未仔细研究的内容十分广阔，因此这个方面是质谱是应用发展的重要方向之一。