质谱分析丨碎裂方式CID, ECD, ETD, SID

B站影视 韩国电影 2025-09-01 12:40 3

摘要:定义:在离子源阶段,分子离子因获得过多能量(高电压、热能、碰撞等)而裂解。特点:碎裂发生在进入分析器前。不可控,重复性较差。应用:提供结构线索(快速定性)在某些筛查分析中用源内碎片作为“标志离子”但不适合精确定量

在质谱分析中,碎片离子可以在 电离源、碰撞池或后处理阶段 产生。主要有以下几类:

1. 源内裂解 (In-source fragmentation)

定义 :在离子源阶段,分子离子因获得过多能量(高电压、热能、碰撞等)而裂解。

特点

碎裂发生在进入分析器前。

不可控,重复性较差。

应用

提供结构线索(快速定性)

在某些筛查分析中用源内碎片作为“标志离子”

但不适合精确定量

2.1 碰撞诱导解离 (Collision-Induced Dissociation, CID / Collision-Activated Dissociation, CAD)

定义 :离子在碰撞池(四极杆、离子阱、Q-TOF等)与惰性气体(氮、氩、氦等)碰撞,将动能转化为内能,导致化学键断裂。

特点

最常用的碎片产生方式

能量可控(低能CID适合常见结构解析,高能CID用于高能裂解)

应用

串联质谱(MS/MS)的核心

广泛用于结构解析、代谢物鉴定、蛋白质肽段测序

2.2 高能碰撞裂解 (Higher-Energy Collisional Dissociation, HCD)

定义 特定用于 Orbitrap 质谱仪 的一种CID变体。母离子在特殊的碰撞池(HCD Cell)中经受更高能量的碰撞,产生的碎片离子随后被传输到 Orbitrap 中进行高分辨率、高质量精度检测。

机制 :与CID相同,都是通过碰撞激发。

特点 :相对于常规CID,其 碰撞能量更高 ,产生的碎片更丰富,特别是低质量端的碎片(如 iTRAQ/TMT 报告离子)也能被有效捕获和检测。

3. 电子俘获解离 (Electron Capture Dissociation, ECD)

定义 :多价正离子(通常为生物大分子如多肽)捕获低能电子后发生解离。

特点

保留更多的侧链修饰信息(磷酸化、糖基化等)

对蛋白质和肽类非常有用

应用

蛋白质组学

修饰位点的定位

4. 电子转移解离 (Electron Transfer Dissociation, ETD)

定义 :多价正离子与阴离子发生电子转移反应,从而引发断裂。

特点

类似于 ECD,但在三重四极杆等平台上更易实现

对大分子温和,可以更完整地保留母离子信息

应用

与ECD相似,用于蛋白质/肽段序列分析及翻译后修饰定位

5. 表面诱导解离 (Surface-Induced Dissociation, SID)

定义 :离子高速撞击固体表面,能量转移后发生碎裂。

特点

单次高能碰撞即可裂解(不像CID需要多次低能碰撞)

可产生与CID不同的碎片模式

应用

蛋白质复合物的解离研究

大分子复杂结构解析

碎裂方式 发生位置 能量来源 特点 典型应用

传统/常见 :源内碎裂、CID

大分子专用 :ECD、ETD、SID、UVPD

能量来源不同 (电场、碰撞、电子、光子)

碎片模式不同 (CID多为b、y离子;ECD/ETD产生c、z离子;UVPD产生多类型碎片)

应用方向不同 (CID适合小分子,ECD/ETD适合蛋白质修饰研究,SID/UVPD适合复杂大分子解析)

来源:云阳好先生做实事

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