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糖类承担了生物体内重要的生物功能,其结构分析意义重大。但是糖类具有结构多样化、极性大而缺乏生色团的特点,给糖类的结构分析带来了困难。质谱具有快速、准确和样品用量少的特点,可以直接测定糖类分子量,结合串联质谱技术可以进一步鉴定糖类结构,在糖分析技术中是最重要的手段之一。然而糖类在质谱中离子化效率低,通常需要采取衍生化策略增强信号,同时引入生色团方便样品的分离分析。本论文基于糖的衍生策略,在非保护单糖寡聚反应机理研究以及糖的质谱增敏衍生化试剂开发两方面进行探索,具体研究成果总结如下:(一)利用五配位磷诱导非保护葡萄糖单体寡聚,并对寡糖库进行全乙酰化修饰,通过对寡糖库中最小寡糖——全乙酰化二糖分离、纯化,结合核磁共振和液质联用的结构分析方法,获得全乙酰化二糖的结构信息,基于此阐明磷试剂诱导的非保护醛单糖寡聚反应机理。研究结果表明,该磷试剂诱导的非保护醛糖单糖寡聚反应在每一步对(1→6)糖苷键具有66%的结构选择性,形成的α-(1→6)糖苷键和β-(1→6)糖苷键比例为1:1。由反应进程监测得知醛糖的1-羟基活性和五配位膦中间体的诱导是该寡聚反应的驱动力。(二)基于磷试剂对氨基酸的质谱增敏效应及肼对糖类化合物的增敏效应,本论文研究开发了两类糖衍生化磷试剂——4-DPPPHN及P4HZD,并探索其在糖的质谱检测中的增敏效应及潜在应用。研究结果表明,以磷酰基、苯肼为增敏基团的新型糖衍生化试剂4-DPPPHN,其合成、纯化较为困难、衍生化效果差且产物不稳定。另外,以固定正电荷季鏻盐及酰肼基为增敏基团的试剂P4HZD,在现有的仪器条件下,其在MALDI-MS中对麦芽糊精中聚合度大于等于7的寡糖有25-120倍的信号增强,对麦芽五糖有20倍的信噪比提升。经过HPLC-ESI-MS严格定量,P4HZD对葡萄糖和麦芽五糖具有80-90%的衍生化效率,对麦芽五糖具有4-6倍的信号增强,而对葡萄糖具有高达688倍的信号增强。针对生物样品RNase B解离N-寡糖,目前P4HZD衍生化可以实现MALDI-MS信号强度提高约100倍、信噪比提高约40倍的优异性能。P4HZD对单糖的独特增敏能力具有在中心碳代谢和质谱成像领域应用的巨大潜力。