基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI）是一種質(zhì)譜軟電離技術(shù)，MALDI使用激光能量吸收基質(zhì)以最小碎片化的方式從大分子中產(chǎn)生離子。它已被廣泛用于測量生物大分子的分子量，例如肽、蛋白質(zhì)、核酸、聚合物的分子量分布以及低聚物分析。MALDI質(zhì)譜具有靈敏度高、適用范圍廣、操作簡單的特點(diǎn)。它將以小分子研究為主的傳統(tǒng)質(zhì)譜技術(shù)擴(kuò)展到分析高極性、不易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定的樣品范圍。

MALDI方法分為三個(gè)步驟。首先，將樣品與適當(dāng)?shù)幕|(zhì)材料混合并加載到金屬板上。然后，使用脈沖激光照射樣品，引發(fā)樣品和基質(zhì)材料的消融和解吸。最后，被分析物分子在消融氣體的熱羽流中通過質(zhì)子化或去質(zhì)子化而被離子化，然后被加速到質(zhì)量分析儀中進(jìn)行分析。

MALDI的原理

對于熱敏化合物，如果將它們快速加熱，就可以防止它們被熱分解。MALDI技術(shù)與此原理類似：在一個(gè)很小的區(qū)域中，在很短的時(shí)間間隔（ns數(shù)量級）中，激光向目標(biāo)上的分析物提供高強(qiáng)度脈沖能量，使其在瞬間解吸并電離，而不會(huì)產(chǎn)生熱分解。MALDI是一種用于直接蒸發(fā)和電離非揮發(fā)性樣品的質(zhì)譜電離方法，但其電離機(jī)理尚不清晰。以固態(tài)形式形成離子有兩種可能性，且激光輻照只是一種簡單的釋放或通過激光誘導(dǎo)的離子分子反應(yīng)產(chǎn)生。

MALDI基質(zhì)

基質(zhì)是與要測試的樣品共存并吸收入射激光以防止激光直接照射破壞樣品的物質(zhì)。被測樣品以高稀釋比（基質(zhì)：樣品= 10000：1）分散在基質(zhì)中，基質(zhì)有效地吸收一定波長的脈沖激光的能量，然后均勻地傳輸?shù)綐悠分?，使樣品瞬間蒸發(fā)并離子化。另外，大量的基質(zhì)有效地分散了被測樣品，從而減少了被測樣品分子間的相互作用。

基質(zhì)的選擇是MALDI分析中最重要的步驟之一。理想的基質(zhì)通常具有以下特性：在所使用的激光波長下具有強(qiáng)電子吸收性，較好的真空穩(wěn)定性，較低的蒸氣壓以及與固態(tài)分析物的良好混溶性。在MALDI技術(shù)中，基質(zhì)對樣品的分析有特殊作用：稀釋樣品以解離聚集的大分子；保護(hù)樣品，基質(zhì)吸收激光能量，然后將其轉(zhuǎn)移到樣品上，避免了激光對樣品的直接照射和導(dǎo)致樣品分子分解?；|(zhì)的選擇主要取決于所用激光的波長，其次是被分析物的性質(zhì)。常用的基質(zhì)有煙酸、2, 5 - 二羥基苯甲酸和介子酸。

大多數(shù)MALDI使用固態(tài)（晶體）有機(jī)基質(zhì)，但是這些基質(zhì)在低質(zhì)量區(qū)域會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的背景峰，這會(huì)干擾小分子化合物的表征。近年來，已經(jīng)報(bào)道了一系列可以減少或消除基質(zhì)干擾的新型基質(zhì)材料，如高分子量卟啉、表面活性劑抑制基質(zhì)、無機(jī)材料、碳納米管和多孔硅。此外，在基質(zhì)溶液中加入基質(zhì)添加劑可以改善分析結(jié)果，并大大提高解吸的靈敏度、重現(xiàn)性、分辨率和信號抑制能力。

MALDI的技術(shù)特點(diǎn)

與電子轟擊電離和化學(xué)電離等其他質(zhì)譜電離技術(shù)相比，MALDI技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

1. 可以電離一些難以通過其他電離技術(shù)電離的樣品（尤其是生物大分子），并獲得沒有明顯碎片的完整電離產(chǎn)物；

2. 具有主要的單電荷分子離子峰和簡單的質(zhì)譜圖，適用于多組分樣品的分析；

3. 對樣品處理的要求不嚴(yán)格，甚至未經(jīng)處理都可以直接分析；

4. MALDI可以與傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜（FTICR-MS）聯(lián)用，并且其分辨率進(jìn)一步提高。

MALDI的應(yīng)用

MALDI是一種軟電離技術(shù)，可以以最小碎片化的方式從大分子中產(chǎn)生離子。MALDI已被應(yīng)用于生物分子、大有機(jī)分子等的分析。

多肽和蛋白質(zhì)：MALDI技術(shù)被廣泛用于測定肽和蛋白質(zhì)的分子量和純度，例如牛碳酸酐酶、蜂毒肽、牛胰島素、牛胰島素B鏈、短桿菌肽S、肌紅蛋白、細(xì)胞色素C、胰蛋白酶原等。對于復(fù)雜的生物混合物，特別是對于含一定濃度的鹽和緩沖液的樣品，快速原子轟擊（FAB）和電噴霧電離（ESI）分析會(huì)對肽離子信號產(chǎn)生抑制作用。但是使用MALDI-MS分析蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物不會(huì)出現(xiàn)這些問題。MALDI與酶促降解或化學(xué)降解結(jié)合是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和確認(rèn)基因工程藥物與天然成分的結(jié)構(gòu)一致性的好方法。此外，MALDI技術(shù)還可用于確定蛋白質(zhì)中二硫鍵的位置。

核苷酸：核苷酸呈極性且熱不穩(wěn)定，直接激光解吸容易碎裂。MALDI在核苷酸分析，特別是在寡核苷酸分析中顯示出巨大的潛力。由于正?；|(zhì)無法完全解吸離子化的DNA，早期分析僅限于少于50個(gè)堿基的寡核苷酸。Becker研究了低溫冷凍溶液基質(zhì)在DNA中的應(yīng)用，并證明MALDI-MS方法可用于分析100多個(gè)堿基。

碳水化合物：MALDI已用于分析碳水化合物、糖脂和磷脂。Papac等提出使用2,5-二羥基苯甲酸（DHB）作為基質(zhì)，利用反射MALDI在正離子模式下測量中性糖組分。用2,4,6 - 三羥基苯乙酮 ( THAP)為基質(zhì)，用線性 MALDI在負(fù)離子模式下測定酸性糖組分。

高分子化合物：高分子化合物的摩爾質(zhì)量和分布的測定在高分子材料的研究和開發(fā)中極其重。MALDI-MS測定高分子材料的摩爾質(zhì)量具有以下特點(diǎn)：1，測量不依賴于樣品或Mark-Houwink常數(shù)；2，測量的是絕對摩爾質(zhì)量而不是相對摩爾質(zhì)量，其準(zhǔn)確度高于光散射和膜滲透法；3，獲得摩爾質(zhì)量分布，而不僅僅是平均值；可以同時(shí)提供端基的結(jié)構(gòu)信息；可用于測定聚合物（如共聚物和接枝聚合物）的摩爾質(zhì)量。

MALDI質(zhì)譜儀具有靈敏度高、適用范圍廣、操作簡單的特點(diǎn)。它將以小分子研究為主的傳統(tǒng)質(zhì)譜技術(shù)擴(kuò)展到分析高極性、不易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定的樣品范圍。