多糖是一类结构复杂且庞大的碳水化合物，一般由10 个以上单糖组成，通过醛基或酮基脱水缩合并以糖苷键线性或者分支连接而成；广泛存在于高等植物、动物、微生物、真菌中，具有多种良好的生物活性。 多糖的结构与其生物学活性息息相关。

哈尔滨商业大学药物工程技术研究中心的李蓝艳、于剑平、汲晨锋*等对多种不同类型质谱技术的检测原理与分析特点，并结合其与色谱联用技术在多糖结构解析中的代表性应用进行了综述，包括电子轰击质谱（EI-MS）、快原子轰击质谱（FABMS）、电喷雾离子化质谱（ESI-MS）、基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）、实时直接分析质谱（DART-MS）、离子淌度质谱（IM-MS）以及串联质谱（MS n ）等，并对近几年分析复杂生物大分子物质的新型质谱技术的应用前景和发展趋势进行了展望。以期为多糖类化合物的质量标准、结构表征、药效学、药动学、构效关系等基础性研究工作以及多糖类食品、保健食品、临床药物的开发创制提供科学参考。

多糖的质谱裂解一般规律

01

糖类化合物在质谱仪中一般裂解产生4 种类型的离子，最常见的是由糖苷键断裂产生的离子，其次是跨环断裂产生的离子，其他类型的离子还包括糖链多个位点的糖苷键断裂以及糖环内裂解产生的碎片离子。国际上一直沿用Domon等建立的命名法表示断裂产生的碎片离子，如图1所示。其中B i 、Y i 和C i 、Z i 糖苷键断裂碎片可提供糖的序列和分支信息，下角标i（i＝1、2、3…）代表糖苷键的断裂位置，A i 、X i 跨环断裂碎片可提供糖苷键类型和连接方式信息，下角标i（i＝1、2、3…）表示断裂糖残基的位置，一般用上角标表示糖环断裂位置（如 0,2 A，表示糖环上的断裂位置，即断裂糖环中的O—C1键和C2—C3键）。

根据一级质谱产生的分子离子（也称为母离子）可测定多糖的分子质量和聚合度，多级质谱产生的特征碎片离子可分析多糖的单糖组成、序列、糖苷键连接方式以及构型等多类信息。由于不同糖残基的分子质量不同，其在质谱分析中断裂产生的碎片离子不同，表1展示了相邻碎片离子m/z差值及单糖组成的情况。不同结构的多糖在正、负离子模式下的质谱及MSn分析中能够产生不同特征的分子离子及碎片离子，根据相邻糖苷键断裂碎片的m/z差值，可以判断多糖的部分序列结构，表2、3展示了不同糖苷键类型二糖的裂解规律。正离子模式下，双糖离子[M+Li]+产生糖苷键断裂（m/z 169和m/z 187，B/Y型和C/Z型碎片离子）和跨环断裂（m/z 289、m/z 259和m/z 229，A型碎片离子）。负离子模式下，双糖离子[M+Cl]-、[M-H]-产生糖苷键断裂（m/z 161和m/z 179，B/Y型和C/Z型碎片离子）和跨环断裂（m/z 281、m/z 263、m/z 251和m/z 221，A型碎片离子）。

如表2、3所示，断裂碎片中的A型碎片离子主要是以中性损失60、90、120 Da为特征。甘露二糖在正离子模式下可通过A型碎片离子m/z 229（中性损失120 Da，相对丰度78%）的存在进行α-(1→2)糖苷键的鉴定，在负离子模式下，则通过A型碎片离子m/z 263和m/z 221（中性损失78 Da和120 Da，相对丰度分别为17%和9%）的存在进行α-(1→2)糖苷键的鉴定。黑曲霉糖和昆布二糖在正离子模式下都只产生了一个A型碎片离子m/z 259（中性损失90 Da），但其相对丰度不同（相对丰度分别为12%和14%），可用于鉴别α-(1→3)、β-(1→3)糖苷键异头碳的构型，在负离子模式下，则不能通过A型碎片离子进行α-(1→3)和β-(1→3)糖苷键判断。麦芽糖和纤维二糖在正离子模式下，同样都产生了一个A型碎片离子m/z 289（中性损失60 Da），根据相对丰度的差异（分别为42%和50%），可用于鉴别α-(1→4)、β-(1→4)糖苷键异头碳的构型，而在负离子模式下，则可通过A型碎片离子m/z 281、m/z 263 和m/z 221（中性损失60、78 Da和120 Da）鉴定α-(1→4)糖苷键的存在，通过A型碎片离子m/z 263（中性损失78 Da）和m/z 281（中性损失少量60 Da）可鉴定β-(1→4)糖苷键的存在。异麦芽糖可通过正离子模式下A型碎片离子m/z 289、m/z 259和m/z 229（中性损失60、90 Da和120 Da）或负离子模式下A型碎片离子m/z 281、m/z 251和m/z 221（中性损失60、90 Da和120 Da）的存在鉴别α-(1→6)糖苷键。

跨环断裂可以确定糖苷键的连接方式，中性损失60 Da，表示存在1→4糖苷键连接，以 0,2 A（左上标表示糖环上的断裂位置，即断裂糖环中的O—C1键和C2—C3键）断裂伴随着少量的 0,4 A、 2,5 A断裂较常见。中性损失90 Da，表示存在1→3糖苷键连接，以 0,3 A断裂较常见，但在负离子模式下，1→3糖苷键连接不会产生糖环内断裂。中性损失为120 Da，表示存在1→2糖苷键连接，最常见的是 1,3 A、 0,2 A断裂。如果 0,2 A、 0,3 A、 0,4 A断裂同时出现，则表示存在1→6糖苷键连接。此外，多糖在质谱分析中通常是以支链整体发生糖苷键的断裂，若相邻糖苷键断裂碎片离子之差大于1 个糖残基，则表明在该位点可能存在分支结构。表4展示了部分不同结构多糖质谱裂解的一般规律，以灵芝孢子多糖葡萄糖四糖片段的质谱裂解规律为例，其一级质谱689.207 [M+Na] + 表示在正离子模式下以产生m/z为689.207的钠加和母离子；二级特征碎片离子527.15 [C 3 ，M+Na-162] + 表示母离子发生糖苷键断裂，丢失己糖残基（162 Da），形成m/z为527.15的C型碎片离子；629.191（ 0,2 A 4 ，[M+Na-60] + ）则表示[M+Na] + 母离子同时发生环内O—C1键和C2—C3键断裂，损失60 Da，形成 0,2 A 4 碎片离子，并且 0,3 A、 0,4 A断裂同时存在，中性损失分别为90 Da和120 Da，表明了1→6糖苷键的存在。

质谱在多糖结构分析中的原理与应用

02

2.1 EI

1） EI的检测原理与分析特点

EI是以电子电离的方法记录样品离子的m/z和相对丰度，主要应用于极性弱、具挥发性和对热稳定的化合物分析。该离子源在质谱技术中应用最为广泛，也最早应用于多糖结构检测中。

样品经过气化进入电离区，与电子流撞击，电子流传递部分能量形成碎片离子，根据不同碎片离子在电场或磁场中运动轨迹不同，将这些离子按m/z分开，通过样品的质谱图和相关信息可以分析出样品的结构。EI-MS分析的特点在于其具有良好的重现性、较高的灵敏度，可提供丰富的结构信息，并且裂解规律的研究也最为完善。

2） EI-MS在多糖结构解析中应用

在GC-MS中使用最多的离子源是EI。糖类大分子由于不易挥发性及热不稳定性极大程度上限制了EI-MS应用于糖类结构的分析，因此不能直接用于糖类的分析，需要采用一些化学方法使其转变为可挥发性衍生物，如甲基化或乙酰基化等方法。针对聚合度较低的糖类而言，衍生化不仅可增强其挥发性和热稳定性，而且可通过鉴定衍生物碎片离子确定结构中游离羟基的位置，继而确定单糖残基的连接方式；而对于聚合度较高的多糖和寡糖，因其衍生物的挥发性和热稳定性仍然很差，所以不适于对其进行测定。

EI-MS 在多糖结构解析中的应用如表5 所示。Zhang Chen等采用半透膜透析法对水提醇沉法所提取的苜蓿粗多糖进行纯化，得到总糖相对含量为96.38%、平均分子质量为3.3×10 6 Da的苜蓿多糖（APS），并使用GC-EI-MS技术对APS进行检测，结果表明APS是由不同物质的量比例的8 种单糖通过不同类型糖苷键连接组成。周尚儒等采用传统水提法、Sevag法除蛋白和Sephadex G-75柱分离纯化制备得到总糖质量分数为96.87%、平均分子质量为3.2×10 4 Da的红芪多糖（HG-4），并通过GC-EI-MS分析了HG-4的单糖组成及物质的量比例。徐年军等同样采用水提醇沉、Sevag法除蛋白和Sephadex-DEAE-A50凝胶柱层析得到大米草均一多糖，并采用GC-EI-MS分析了其单糖组成及质量分数。

2.2 FAB

1） FAB的检测原理与分析特点

FAB常用于分析极性较高、难挥发和热不稳定的样品，为多糖等生物大分子的分析提供了有力的方法，能有效分析分子质量和结构信息。

FAB-MS是在分子束固体分析（MBSA）和二次离子质谱（SI-MS）基础上发展起来的一种质谱技术，电离过程非常复杂，包括预电离机理和解吸过程中的分子离子反应机理。在FAB发生过程中，样品通过[M+H] + （正离子模式）增加一个质子或通过[M-H] - （负离子模式）失去一个质子，产生准分子离子作为谱图的主要信号，从而反映碎片离子信息。FAB-MS的特点在于其检测效果快速、准确，仅需微量级的样品量便能得到较丰富的结构信息，并且被分析的样品无需汽化可直接在基质溶液中进行电离，可不衍生化而直接进行质谱分析。

2） FAB-MS在多糖结构解析中应用

FAB-MS可用来测定寡糖的分子质量、糖苷键构型、糖基序列、糖蛋白中O—或N—连接的糖基化位置、直链和支链结构等。但FAB-MS有时检测不到分子离子峰，正逐渐被其他灵敏度更高的质谱技术所代替。

FAB-MS在多糖中结构解析的应用如表6所示。赵凡智等采用FAB-MS对麦芽糖混合物进行了研究，同时引入Na+和Li+，由此得到寡糖混合物的FAB谱中同时出现多组[M+Li]+和[M+Na]+离子峰，两峰m/z差值为16，最终测得麦芽二糖、三糖、四糖和五糖各组分的分子质量。曹玲华等制备得到了一系列松三糖衍生物，采用FAB-MS研究发现其中一对为10-O-乙酰基松三糖异构体，证实其差别在于游离羟基分别位于Fru的C-4位和C-6位。

2.3 ESI

1） ESI的检测原理与分析特点

ESI是目前最温和的软电离技术，使用范围非常广泛，不仅可用于小分子化合物的检测，而且尤其适用于极性高、热不稳定的生物大分子物质测定，能将溶液中的大分子转化为气相中的自由离子而进行质谱分析，包括糖类结构、氨基酸序列、蛋白质分子质量、二硫键的确定以及蛋白质与小分子物质非共价结合等方面的测定。

样品溶液通过高电压的喷雾毛细管，发生静电喷雾，在干燥气流中形成高度带电荷的雾状液滴，随着溶剂的蒸发，带电的雾状液滴体积由于“库伦爆炸”和“离子蒸发”而逐渐减少，最后产生完全脱溶剂的离子，从而进入质量分析器进行检测。ESI-MS能直接检测pmol级样品量的非衍生化糖类物质。与FAB相比，ESI的“软”电离过程导致分子离子分解减少，分辨率更高、重现性更好、检测限更低，其对各种化合物的适应性较强使得检测的分子质量范围扩大，可以在大分子质量（1×10 6 Da）范围内高灵敏地产生多个电荷的离子峰，能够检测到FAB无法检测的多糖。

2） ESI-MS在多糖结构解析中的应用实例

ESI-MS已成为当前分析多糖及其复合物最常用的方法之一，可分析聚合度高达25甚至更多数量单糖组成的多糖，可对多糖初级结构进行系统地解析，也可用于分析多糖中羧基或硫酸基团的取代情况，还可通过裂解产生的碎片离子判断多糖异构体。并且ESI-MS也可用于衍生化多糖的检测，以衍生化方式提高分析物的分离效率、电离效率和质谱检测能力。

ESI-MS在多糖中结构解析的应用如表7所示。Sun Yingying等通过热水萃取、乙醇沉淀、阴离子交换和凝胶柱色谱等方法从海洋微藻中分离出3 种多糖，并进一步对其抗氧化活性最高的多糖组分IPSII进行了结构分析，通过红外光谱、核磁共振等方法分析出ISPII是一种β型杂多糖，平均分子质量为1.59×10 4 Da，并通过HPLCESI-MS测得其单糖的组成。钟少芬等将灵芝胶囊通过超声波水浴加热、醇沉等方法提取其有效成分灵芝多糖，并将该多糖经酸水解和PMP衍生化后采用HPLC-ESIMS对其单糖组成及相对含量进行检测，为灵芝胶囊质量控制评价提供了可靠有效的检测方法。

2.4 MALD

1） MALDI-TOF-MS的检测原理与分析特点

MALDI是一种新型的软电离技术，因MALDI离子化方式与同样采用脉冲式离子分析方式的TOF-MS在耦合上有着众多的优势，由此产生了MALDI-TOF-MS技术，该技术解析出来的分子离子非常稳定，不容易被裂解，较少或不产生碎片离子。从理论上讲，TOF检测器可检测分子的质量数则没有上限，因此是测定大分子物质最理想的质谱技术之一，被广泛应用于多糖、寡糖、糖脂及蛋白质等生物大分子的分析。

MALDI-TOF-MS主要由两个核心部分组成，即MALDI-MS和TOF质量分析器。其原理是利用脉冲激光束轰击样品和基质的共结晶，待测样品接收基质从激光中吸取的能量，从而发生电离，m/z可以由离子的飞行时间确定，通过检测器测量离子的飞行时间计算离子质量。MALDI-TOF-MS相对于其他传统质谱技术来说，具有更好的精准度和灵敏度，并且还具有高通量、高效率和低成本等优势，仅需要fmol～pmol的样品量，分析时间较短。此外，检测样品中所含添加剂、缓冲盐等常见杂质对MALDI离子源的影响较小，其灵敏度远远高于其他电离方式。

2） MALDI-TOF-MS在多糖结构解析中应用实例

MALDI-TOF-MS能直接分析未衍生化的多糖，但由于糖类化合物本身难以离子化，所以多采用衍生化多糖以提高其检测灵敏度进而获得更好的检测效果，如还原胺化法和羰基衍生法等方法。MALDI-TOF-MS可用于分析分子质量高达1.5×106 Da或聚合度（DP）达到40的多糖。由于多糖结构的复杂性和多样性，常需要选择一种或几种合适的基质才能得到理想的MALDI-TOF-MS检测结果。

MALDI-TOF-MS在多糖中结构解析的应用如表8所示。Liang Junrong等从海链藻中提取其胞外多糖（ECPS），结合Sevag、三氯乙酸、酶解等方法除蛋白，以2,5-二羟基苯甲酸（2,5-DHB）为基质结合MALDI-TOF-MS表征了ECPS的聚合度分布、分子质量。Zhao Xiaoyong等采用水提醇沉法从阴地蕨中提取多糖成分，经除蛋白、透析，使用DEAE-Sepharose和Sephadex G-10柱层析进行纯化，得到均一的水溶性阴地蕨多糖（BTp1），以3-氨基喹啉-α-氰基-4-羟基肉桂酸作为基质，采用MALDI-TOF-MS确定其单糖组成和平均分子质量，并结合酶水解方法分析了BTp1的糖链结构。

2.5 DART

1） DART的检测原理与分析特点

原位电离（AI），也称敞开式离子化技术，是直接对样品进行实时分析的一种离子化技术。DART电离源是第一个基于等离子体的原位电离，DART-MS也是AI-MS中最常应用且最成熟的电离质谱技术之一，可用于分析复杂生物基质中的各种生物活性分子。

DART电离过程可分为两个步骤：即气体等离子体的制备和待测物的电离。其原理是以气体（He、Ar或N 2 ）作为载气进入放电室后，利用“辉光放电”产生含离子、电子、亚稳态分子，或原子He、Ar，或激发态N 2 分子等离子体。随后等离子体经电极过滤后从离子源中喷出，与环境中介质作用或直接打在待测样品表面，和待测样品发生能量转移、质子转移、电子捕获等作用，从而产生样品离子后进入质谱。DART-MS技术在大气压下无需复杂的样品前处理过程，并且具有实时监测的能力，对待测物可以实现高通量的分析检测，具有检测速度快、准确性好等特点，更具有简便、高通量、实时、原位、绿色环保等优点，并且可与各种高分辨质谱联用，如TOF-MS、Orbitrap-MS等。

2） DART-MS在多糖结构解析中的应用实例

DART-MS在多糖结构解析的应用越来越多，显示出了广阔的应用前景，已成为糖类分析的一大热点。DART-MS不需要对多糖样品进行预处理，能够将完整的多糖瞬间裂解成碎片离子，有利于高分辨率质谱仪的进一步分析，并且生成可用于质量评价的指纹图谱。DART-MS还可对复杂的多糖混合物进行分析。

DART-MS在多糖结构解析中的应用如表9所示。Wang Yang等采用DART-TOF-MS建立了单糖标准数据库，将人参寡糖溶解于甲醇-水处理后，对该人参低聚糖进行DART-TOF-MS技术分析，并引入四甲基氢氧化铵（TMAH）辅助样品的电离，总结了人参低聚糖铵加合物的离子信息。Wang Xing等采用机械化学萃取（MCE）法提取不同中药多糖成分，并直接将上清液采用DART-MS进行分析，数百到数千Da的多糖通过DART-MS瞬间被裂解成m/z≤350的碎片离子，解析了多糖部分特征片段。

2.6 IM-MS

1） IM-MS的检测原理与分析特点

IM-MS又称离子迁移谱（IMS），是检测不同迁移时间下电离样品的分离情况及其大小和结构的一种高通量的分析方法和诊断技术，也是一种毫秒级的气相离子分离技术，可用于检测不同基质中痕量的化合物。通过在特定场或不同压力条件下，已经开发了许多不同的IMS，例如漂移管离子迁移谱（DTIMS）、高场不对称波形离子迁移谱（HFAIMS）和行波离子迁移谱（TWIMS）等，其越来越广泛地用于复杂混合物的结构研究。

IMS是一种新型的通用二维分析技术，通常是在质谱离子源和质量分析器之间增加离子迁移管。待测样品由载气带入迁移管反应区后，载气和样品分子在离子源的作用下，通过一系列的电离反应和分子-离子反应可以形成各种产物离子，通过在迁移管中弱电场驱动下，这些产物离子移向离子栅门并进入漂移区。在电场与逆流中性漂移气体不断碰撞的过程中，因为离子在电场中碰撞截面的不同，使得不同的离子可按形状和大小得以分离，进一步被质谱检测得到IM-MS的二维或三维图谱。

2） IM-MS在多糖结构解析中的应用实例

多糖能形成离子淌度强度、迁移率差异大的正离子或负离子，因此IM-MS可对完整多糖分子实现直接分析。IM-MS最独特的优势是可快速区分结构类似物、同分异构体，以及更为复杂的O-聚糖、N-聚糖、完整糖肽等不同种类的同分异构体结构。2015年，Hofmann等在Nature杂志报道了利用IM-MS可以明确地鉴定碳水化合物的构造异构体和立体异构体，是分析复杂碳水化合物非常有效的工具。

IM-MS技术在多糖结构解析中的应用如表10所示。Yang Hongmei等采用IM-MS技术分析了9 种双糖和3 种单糖异构体在单糖组成、糖苷键或构型上的不同，并对人参水溶性单糖（WGOS-1）和双糖（WGOS-2）进行了表征。

IMS可独立作为分析工具应用，还可与其他分析分离技术相结合，如液相色谱（LC）、GC、CE、超临界流体色谱（SFC）和MS等，以改善其在不同方面的性能特征。IMS技术具有足够的分离能力，当IMS与质谱结合后，使质谱的峰容量增加，分辨率显著提高。IMS通常与TOF-MS、四极杆离子阱质谱、线性离子阱质谱、傅里叶变换离子回旋共振质谱等串联使用。另外，还可以将不同离子化机理的离子源与IMS相结合，其中应用最为广泛的是ESI和MALDI，解吸电喷雾电离、激光烧蚀电喷雾电离等技术也常被应用于固体待测样品的电离。

2.7 MSn

1） MSn的检测原理与分析特点

应用单一质谱分析糖类等生物大分子物质时，因样品的复杂性以及离子化方式的不同，导致样品基质或样品自身被降解，难以得到准确的信噪比而导致图谱复杂，MSn恰好能克服这些缺点。随着各种新型质谱的发展，质谱的串联方式也越来越多，实现了特异性更高、分析更为准确的检测。MS n 电离过程通常是利用前级质谱获取前体离子（母离子）信息，经过特定的裂解过程，由后级质谱对二次离子（子离子）进行鉴别，具有同一时间完成分离与结构分析的特点，能直接分析复杂混合物组分。具有高选择性、高准确性、高稳定性、快速有效、不需要衍生化等优点。

2） MSn在多糖结构解析中应用实例

MSn分析过程中仅消耗pmol的样品量，对样品纯度要求较低，是一种高灵敏度的更适合糖类化合物结构分析的方法。MSn可以与FAB、ESI、MALDI等技术联用，成为糖类化合物检测精细结构的有效分析技术。其中ESI-MS/MS是最常用的串联质谱之一，它能够准确地测定非衍生化寡糖序列等。

MS n 技术在多糖结构解析中的应用如表11所示。张维冰等将仙草全草经过清洗、晾晒、粉碎，取其过筛后的全草于碱性条件下沸水浴浸提得仙草多糖粗体液，采用固相萃取法纯化去除脂肪、部分黄酮等杂质，将精制得到的仙草多糖酸水解、PMP柱前衍生后采用UPLCTOF-MS/MS分析其单糖组成和物质的量比。

2.8 其他

除以上几种常用质谱技术外，其他质谱及质谱联用技术也可以应用于多糖的结构表征，如电感耦合等离子体质谱法，该技术主要用于元素分析以及多元素动态分析，具有灵敏度高、专属性强、检出限低、抗干扰能力强等优势，在中药多糖中主要用于微量元素及重金属的分析；SFC-MS技术适用于极性小和中等极性物质的分离，与GC-MS、LC-MS相比，具有溶剂消耗量小、操作简单、快速分析等优势，是目前分析多糖精确结构的较理想平台；CE-MS适用于分离分析极微量样品，目前在糖类的分离分析研究中也有应用，具有高效、样品用量少、分离模式多样化及分析范围广泛等优势，但其相对于成熟的GC-MS、LC-MS技术还有待进一步发展。三重四极杆质谱所特有的多反应监测模式通过过滤背景离子可显著提高定量的选择性和准确度，适用于糖类药物关键组分的定量分析。

结语

03

目前为止，多糖结构的解析仍有很大难度，用一种甚至可能几种方法都较难分析出其准确的结构，因此必须借助一些化学方法和高等仪器分析方法相结合进行综合分析与评价，随着质谱技术的发展与完善，质谱及其联用技术已经成为多糖结构研究不可或缺的手段，研究者基于LC-MS技术提出“单糖分析-糖苷键测定-顺序降解-寡糖序列分析-多糖结构”的完整解析过程，可以实现未知多糖精细结构的高通量解析。

虽然传统质谱技术在多糖的单糖组成、连接方式和糖残基序列等方面测定是成功的，但由于多糖同分异构体的广泛存在，使其鉴定难度较大，而同分异构体水平上的定量分析难度更大。例如传统的糖连接分析方法是基于GC-MS，该方法需要衍生化和酸水解过程，会导致有关位置异构体信息的损失。LC-MS通常被认为是多糖分析的“金标准”，但它能检测样品的数量有限，且不能区分相同质量和保留时间的离子，分析速度较慢。另外，多糖大分子结构复杂且分子质量大，目前常用离子源分析质量范围有一定的局限性，且糖链离子化效率较低，直接分析完整多糖大分子具有一定困难，如EI-MS不适用于高聚合度的多糖和寡糖；FAB-MS虽可用于较高极性、难挥发和热不稳定的多糖样品分析，但其检测灵敏度低。多糖样品处于复杂基质或高浓度盐溶液中，ESIMS的检测灵敏度将会明显降低；MALDI-TOF-MS虽具高精准度、高灵敏度、高通量、高效率和低成本等优势，但其分辨率会随着分子质量的增大而逐渐降低。DART离子源与传统离子源相比虽具有众多优势，但其灵敏度与重现性较低的问题不容忽视，且与光学成像相比，DART-MS成像空间分辨率低等缺点也限制了其应用；IM-MS虽可直接分析完整的多糖分子，但其对仪器分辨率要求相对较高。因此目前质谱的应用仍然不能实现最理想的多糖分析方法。

随着一些质谱关键技术的改进，如电离方法、离子活化方法、色谱分离技术、离子迁移谱、数据收集和分析软件等，在很大程度上将推动质谱在糖类化合物结构解析方面的应用。近几年，国内外质谱仪器的发展方向致力于高灵敏度、高通量、高分辨率、小型化及便携式等性能。赛默飞世尔科技公司在2022年推出了电荷检测质谱仪，即直接分析质谱技术，并将其与Orbitrap结合，这使得超大分子质量的复杂生物的直接检测成为可能，该技术未来在蛋白质、糖类等结构研究中具有很大的发展空间和应用前景。另一款OrbitrapAscend三合一高分辨质谱仪具有蛋白质鉴定表征、定量蛋白质组学、结构生物学研究等强大功能，是组学研究领域和生物制药领域的又一新兴质谱技术，相信未来也必能为糖化学、糖生物学领域关键技术的创新提供强大支撑。另外，除了质谱技术的不断革新，质谱与其他先进技术的联合应用也将为多糖类化合物的结构研究带来新突破，如质谱和表面等离子体共振结合，不仅可以对多糖样品进行定量和定性分析，还可以通过测量其分子质量和碎片模式获得关于被测多糖的详尽结构信息。质谱和扫描隧道显微镜技术结合，有助于揭示多糖的真实空间分子构象。糖类化合物结构质谱信息学的兴起，将大大提高多糖结构数据的开发，解决多糖高通量研究的瓶颈问题，通过质谱数据库建立以及算法构建，建立起一套基于质谱技术的多糖分析平台。新兴质谱与联用技术必将以其卓越的性能实现复杂多糖结构的全面系统、科学高效的解析工作，推动多糖大分子在基础与开发应用领域的高质量发展。

作者介绍：

汲晨锋研究员
哈尔滨商业大学药学院 副院长

汲晨锋，研究员，博士生导师 ， 博士后合作导师 ， 哈尔滨商业大学药学院 副院长 、 省级重点实验室学术委员会主任。 北京中医药大学 中药学博士 ， 哈尔滨商业大学中药学博士后，澳大利亚西澳大学访问学者。 为黑龙江省 高层次人才、师德先进个人、 博士后青年英才计划 、 哈尔滨市青年科技奖获得者。主要研究方向为 植物 多糖的化学和药理研究 、 抗炎与免疫药物研究 ， 多年来 开展了基础性和开发应用性研究工作。 已 主持 各类项目20余项 ，已获得各级科研奖励2 4 项，其中黑龙江省科学技术奖（自然科学类）9项、黑龙江省中医药科学技术奖4项、黑龙江省高校科学技术奖 7 项；发表论文100余篇，其中SCI 、 EI收录论文 5 0余篇，出版学术专著3部 ， 授权 国家发明专利 5 项。兼任世界中医药学会联合会中药专业委员会 和中药新药创制 专业委员会理事、 中国药理学会海洋药物药理专业委员会委员、 中国民族医药学会药理毒理学分会理事、黑龙江省 细胞生物学学会副理事长、 黑龙江省中西医结合学会药学分会副会长 ， 《食品科学》编委、《中草药》编委、 《 中国药学杂志》 青年编委。

本文《质谱技术分析表征多糖类化合物结构的应用进展》来源于《食品科学》2024年45卷14期352-365页。作者：李蓝艳，于剑平，张子依，张欢，李超，汲晨锋。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230717-183。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

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