质谱分析是将待测物质电离化，并通过质荷比来检测和鉴定不同物质的一种技术。在很长一段时间里，质谱分析的运用只停留在化学研究领域，并通常和一些预分离技术串联使用，如液相质谱和气相质谱等，但液相质谱和气相质谱无法对生物分子进行空间定位分析。

1988年Karas和Hillenkamp第一次报道了基质辅助激光解吸电离质谱技术(Matrix assisted laser desorption ionization-mass spectrometry, MALDI-MS)的相关实验，他们通过MALDI-MS技术成功地将血清白蛋白从烟碱酸基质中电离出来，这次突破性的研究为分析科学领域开辟了新的前景。随着电子喷雾离子化(Electron spray ionization, ESI)和基质辅助激光解吸离子化(Matrix assisted laser desorption ionization, MALDI)技术的发展，以ESI和MALDI为基础的MALDI-MS技术解决了质谱对生物分子进行空间定位分析的问题，该技术能有效地通过生物分子的离子化，检测其在组织样品中的准确位置。MALDI-MS在化学、生物和医学等领域发挥着重大的作用，对于研究动植物体内、外特异性分子的分布有巨大的前景。质谱的优势在于其精确性，而MALDI加快了检测的速度，MALDI-MS则是集两者于一身的具有高速率、高精确度的检测技术，且MALDI-MS能在飞摩（10～15）乃至阿摩（10～18）水平检测相对分子量高达几十万的生物大分子。

1 MALDI-MS的技术原理

MALDI-MS技术原理是在MALDI离子源部分，用激光照射在样品与基质形成的共结晶薄膜上，基质从激光中吸收能量并传递给样品，使样品中的分子形成质子化、碱金属加成的（M+H）+、（M+Na）+、（M+K）+或脱氢得到（M-H）+等系列准分子离子，形成的离子在质谱系统中得以分离和检测的过程。

MALDI-MS基本工作流程大体包括4部分：样品切片的制备、基质体系的确立与覆盖、质谱分析、数据统计及处理，其中基质体系及其覆盖方式是MALDIMS的关键部分，决定能否获得高质量的成像。基质系统是能与样品混合或包被的具有能量吸附作用的有机化合物溶液，常用的基质有：α-氰基-4-羟基肉桂酸（α-cyano-4-hydroxycinnamic acid, CHCA），二羟基苯甲酸（2,5-dihydroxybenzoic acid, DHB）和3,5-二甲氧基-4-羟基肉桂酸（3,5-dimethoxy-4-hydroxycinnamic acid, SA）。SA和CHCA通常用于检测高、中分子量的蛋白质和肽段；DHB主要用于低分子量的检测，包括：脂类、核酸和阳离子代谢物；9-氨基吖啶（9-aminoacridine, 9-AA）适用于低分子量代谢物的分析，例如一些阴离子代谢物。

2 MALDI-MS的应用

2.1 MALDI-MS在食品中的应用

当前食品安全越来越受到人们的重视，提高食品检测、分析方法的准确性和精确性十分重要。对于食品检测，目前普遍、常用的检测技术多为高效液相质谱联用仪或气相质谱联用仪，主要分析食品中的化学成份，有助于观测食物的功能性和安全性。但随着食品检测项目的扩展和深入，传统检测技术对于研究动植物食品中特异性分子的空间分部具有局限性。

MALDI-MS作为一种新型的检测技术，该技术有其他技术无可比拟的优点：（1）样品无需复杂的前期处理，如提取、纯化、分离和标记。（2）可清晰地观察食品中化学、生物成份的空间分布。MALDI-MS技术已经作为一种新手段应用于食品检测。

MALDI-MS属于一种软电离技术，更适用于混合物及生物大分子的测定，是检测食品中的蛋白质、脂质等的重要手段。实验证明，MALDI-MS能有效的检测新鲜牛奶中添加的奶粉成份和新鲜羊奶中牛奶的成份，可有效区分混合蛋白食品中不同的蛋白成份。MALDI-MS可以同时检测食品中不同脂类的分布，Horn等研究发现：在MALDI-MS的帮助下，检测到了甘油三酯和磷脂在棉籽中的分布；还清晰直观的观察到甘油三酯在牛油果果皮中的分布。Sroyraya通过 MALDI-MS观察到卵磷脂、甘油三酯和鞘磷脂在远洋梭子蟹眼柄中的分布。Zaima等通过MALDI-MS观察到稻谷中溶血磷脂酰胆碱的具体分布，同时还从数据的角度解释了酿酒过程中磨米步骤的重要性，而这一重要且不可缺少的酿酒步骤，在之前一直未被解释清楚。

虽然MALDI-MS作为新型技术弥补了传统技术存在的局限性，但其也并不是十全十美，在某些检测领域仍有短板。Parisa A等发现MALDI-MS在检测白霉乳酪中的桔青霉素时，基质会对结果产生干扰，用13C作为内标，可减少基质产生的干扰。

2.2 MALDI-MS在微生物中的应用

自然界中，每种微生物均有其区别于其他种类的独特的蛋白质组成，且这种遗传特性受外界环境条件等影响较小。基于细菌特异性蛋白分子的MALDI-MS技术是一种全新的微生物快速检测和鉴定技术。应用质谱技术将测得的蛋白质和多肽按分子量大小排列，形成独特的蛋白质组指纹图，通过特征性的模式峰可进行菌株的鉴定。

文章来源：《医学食疗与健康》 网址: http://www.yxslyjkbjb.cn/qikandaodu/2021/0415/1025.html