激光解吸质谱学
出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第427页（3208字）
激光解吸质谱系使用脉冲激光，以一定功率密度(通常为106～107W／cm2)辐照质谱仪离子源室内的样品(通常为有机化合物，高聚物和生物大分子化合物)，使其解吸电离形成气态离子，并经质量分析和检测，以质谱图的形式输出结果。
由于激光脉冲宽度一般只有10～100ns，所产生离子流脉冲一般也只在微秒量级，因此不能使用常见质谱仪，而只能使用能迅速记录其全谱的飞行时间质谱仪或傅立叶变换回旋共振质谱仪。由于前者可检测万以上道尔顿的大分子，因此目前激光解吸质谱仪大都采用飞行时间质谱仪。
这种仪器兼有结构简单，价格便宜和灵敏度极高等优点。在80年代末期，F．Hillenkamp研究成功了基体帮助激光解吸生物大分子新方法，实现了大分子物质分析的重大突破，引起了质谱学界和生物化学界的高度重视，并已在这几年内得到迅速发展。
为分子量高达几十万的诸如蛋白质，核苷酸，多糖类生物大分子物质及高聚物的分析测定展示了光辉前景。
1968年Vastola等首次使用激光质谱法研究如氨基酸，单糖等小分子有机物。但由于使用慢速扫描磁式双聚点质谱仪，不能获得满意结果，只是到了1975年Hillenkamp等人研制并应用激光微探到飞行时间质谱仪于生物、医药的研究。使激光解吸质谱分析有机物进入了实际应用阶段。
1980年Hercules等人应用激光微探针飞行时间质谱仪对高分子化合物开展了研究工作，使激光解吸质谱分析进入了高聚物研究领域。1981年Hillenkamp等研制成功了反射式取样激光微探针飞行时间质谱仪，为此后激光解吸质谱分析提供了最合理仪器结构基础，从而大大推动了激光解吸质谱学的发展。
1982年Gross等人应用傅立叶回旋共振质谱进行激光解吸有机物的研究，建立了激光解吸质谱研究的新分支，Wilkins利用这一技术对许多不易挥发，热不稳定生物有机物质，如多肽，金属有机配合物，糖类，核苷酸等进行了一系列研究，取得了很多有意义成果。在激光解吸机理的研究方面Hillenkamp进行了较系统的研究工作并先后发表了多篇论文，对其机理作了较为深入的探讨，阐述了激光解吸过程中对有机分子光电离和光化学电离的过程，以及有机物样品共振吸收能量的集合作用。
但也同时指出有关机理仍有待深化和进一步探讨。激光解吸质谱学发展史中最重大事件是1988年Hillenkamp和Karas人研究成功了用尼古丁酸固相基体帮助激光解吸分子量高达几万道尔顿的大分子蛋白质新方法。这种快速(只需几分钟测定一个样品)、精确(分子量测定准确度可高达万分之一)和高灵敏度(能测定皮克量级大分子物质)分子量测定方法，是经典方法根本无法比拟的，因而受到了高度的注视。
经这几年的发展，目前世界上重要质谱仪厂家都竞相生产这种仪器，可以预计在两三年内它将成为生物大分子物质分子量测定常规使用仪器。
目前使用这一方法测定最大分子量记录是Hillenkamp等所完成的刀豆脲霉4个亚基的测定，其分子量为274000。分子量测定准确度的最好结果是Chait所发表的对细胞色素C等蛋白质分子量测定，其绝对误差为±0．01%。
在帮助激光解吸的基体研究方面也取得不少成果，Chait和Hillenkamp对此都进行了系统研究。已经发现适于使用的基体有几十种，其中最为有效的除尼古丁酸外，还有3种，这些基体是：二羟基肉挂酸；2，5－二羟基苯甲酸；芥子酸，这些基体的特点都是对四倍频渗钕钇铝石榴石激光器波长(266nm)或氮激光器波长(377nm)有共振吸收。
由于使用了红外波长激光器，Hillenkamp等人发现尿素、甘油，甚至结冰的纯水作为基体也具有帮助激光解吸大分子的作用。
在基体研究工作中，中国赵善楷于1989年研究成功了把广泛应用于快原子轰击质谱技术的液相基体引用于激光解吸的新方法，即液相基体／细纤维物基底方法。并以此为基础进行了一系列研究工作。如应用溶液化学规律进行的传荷衍生作用以及溶液PK值的测定都使用了上述方法成功地得到了验证。
这一新方法应用于大分子物质分析也获得了显着效果。由于待分析物能在液相基体表面得到不断补充，已经发现其分析结果比固相基体有更好重现性，并有高一个数级的灵敏度。更有意义的是利用这一新方法第一次成功地对凝胶电泳分离白蛋白的分子生物量进行了测定。
广泛应用于生化领域的凝胶电泳分离技术与快速、精确、高灵敏度分子量测定新技术的成功结合，开拓了激光解吸质谱学十分诱人的前景。
目前，基体帮助激光解吸新方法已成功地应用于多糖和核糖酸、脱氧核糖核酸类化合物的分析。但对多糖类化合物的分析仍存在问题是分子量还未过万。
对核糖核酸类化合物分析的分子量最高也只能达到4万，关于其序列信息的获得还有待进一步研究。
激光解吸质谱学的研究热点仍在于大分子生物物质分析测定方面的应用。
从这一新技术发展历史看，目前只是处于初始阶段，有关的机理还没定论，还需探索。它在多糖类，核糖核酸类大分子生物物质应用方面还待改进。人们迫切希望这一新技术能对核糖核酸的顺序信息的测定取得突破性的进展。这一新技术与其他分析方法的联用，特别是与有效分离技术的联用，如二维凝胶电泳方法，毛细管电泳方法的联用是化学家十分感兴趣的课题。
飞行时间质谱仪的流通率高达90%以上，比常规使用四极质谱和磁式双聚焦质谱仪的流通率高出3～5个数量级。它具有极高灵敏度，又由于在理论上仪器可以检测的质量范围是无限制的，而它过去固有的缺点，即低的分辨率，也由于技术改进，已经得到克服，分辨率上万的仪器已经问世，因此已经有人预言，兼有电子轰击和激光解吸的飞行时间质谱仪，由于结构相对简单，有极高灵敏度，以及大的质量范围，将可能成为新的一代被普遍使用的有机质谱仪。而用于作为研究型的仪器，如序列式激光飞行时间质谱仪，附加激光后电离部件，以及脉冲气体碰撞池附件等的应用研究也已经成为激光解吸质谱学家们的研究课题。
。【参考文献】：
1 Hillenkamp F,et al. Nature, 1975,256:119～120
2 Hercules DM,et al. Spectroseopy Letters,1980,13(6) :347 ～ 360
3 Gross M L,et al. Anal Chem,1982,54:1435 ～1437
4 Hillenkamp F. Series in Chem Physics 1983,190～205
5 Karas M, Hillenkamp F. Anal Chem, 1988,60:2299～
6 Li Bahr F, Hillenkamp, et al. Advances in Mass Spectrometry. P Lonqevialle Ed Heyen & Son,1989,318 ～319
7 赵善楷．中山大学学报(自然科学版)，1990，100A∶96～99
8 Shankai Zhao，et al．Anal Chem，1991，63∶450～453
(中山大学测试中心赵善楷教授撰)