基质辅助激光解析离子化质谱在无机与分析化学教学中的应用

郭黎明

(淮阴工学院,江苏 淮安 223003)

摘 要：基质辅助激光解析离子化(MALDI)质谱正逐步从实验宝走入日常的分析与检测中,具有分析通量高,耐污染能力强、维护成本低和操作相对简单的特点。分析了MALIDI质谱在实验课堂和应用课堂的讲述要点,并将 MALIDI质谱应用于实例中，以期为无机和分析化学课程衔接提供一些参考。

关键词：MALDI；无机与分析化学；教学改革

0 引言

基质辅助激光解吸离子化(Matrix-assisted laserdesorption/ionization,MALDI)质谱,自20世纪80年代问世至今,经过不断发展与完善已经完成了从实验室的应用到社会实际场景应用的跨越”,目前被广泛应用于生物分子等复杂样品的检测之中。MALDI质谱依托激光器作为离子源,通过基质辅助待测物离子化进行分析,使其拥有了高通量、耐污染、操作简单和维护简便的特点。结合我国目前生物医药产业的需求,MALDI质谱有望进一步扩展其应用范围,因此有必要将其融人课堂教学中,这样既能激发学生的学习兴趣与热情,同时又能为他们日后可能在工作中的应用打下基础。

无机与分析化学是大学阶段化学大类专业中的重要基础课程,同时也是新生进人校园后的第一门讲授分析检测方法的专业课。传统无机与分析课程注重传授基于化学反应进行分析与计算的相关知识,但随后学生学习的仪器分析课程,则侧重仪器的原理介绍和使用操作,这就导致2门课程之间衔接困难,因此提早将部分科学仪器的使用融人无机与分析化学的教学中是十分必要的。MALDI质谱是与化学学科学生就业导向高度匹配的生物医药行业使用的重要分析测试设备,将其引人日常教学就可以最大限度地避免出现行业发展与课程设计不匹配的情况。综上所述,本文将重点探究MALDI质谱融人无机与分析化学课程教学的实践路径,并且提出合理的实验案例设计,帮助学生更好地适应未来的就业。

1 MALDI质谱在实验课堂中的讲述要点

1.1 MALDI质谱的机理

为使学生可以更好地了解仪器构造,理解仪器机理,大一授课是较为合适的时间节点。MALDI质谱的机理可以分为2个部分:用于对待测物进行离子化及电离;对待测物进行飞行时间检测。离子化及电离的机理大体可以归纳为通过激光器发射激光进行能量传输,而后特定基质对激光能量进行吸收与传输,在基质的协助与参与下待测物会解吸附与离子化叫。对离子化机理的讲解能够帮助学生理解无机与分析化学课程中物质结构章节内的核外电子运动状态和化学键理论等内容。飞行时间检测器的机理是将经过离子源电离后的待测物通过加速电场进行加速,依据不同质荷比(m/z)的待测物到达检测器的时间有所区别,实现检测与分析。因此,飞行时间检测器的基本原理可以依据高中阶段物理学知识进行简要解释与说明,对于大一的学生来说是1个比较适合的学习节点。

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