综述：基于质谱技术的氧化多糖结构解析研究进展

这篇综述系统总结了质谱(MS)技术在氧化多糖(PS)结构表征中的应用进展，重点探讨了MALDI-TOF MS、ESI-MS及其与液相色谱(LC)联用技术(HILIC/RP/PGC)在定位C1/C4/C6氧化位点、鉴别醛基/酮基/羧酸基团方面的优势，特别强调了串联质谱(MSn)和同位素标记(18O/NaBD4)对解析裂解多糖单加氧酶(LPMOs)和芬顿氧化产物的关键作用。

　　

氧化多糖的结构解析挑战
多糖(PS)因富含羟基而易发生氧化反应，通过裂解多糖单加氧酶(LPMOs)或化学氧化剂(芬顿/TEMPO/高碘酸盐)可特异性修饰C1/C4/C6位点，形成醛基、酮基或羧酸基团。这些修饰显著改变多糖的理化性质，如TEMPO氧化伯羟基生成的糖醛酸可用于制备水凝胶，在食品包装和生物医学领域具有应用潜力。

质谱技术突破结构解析瓶颈
传统方法(如FT-IR/NMR)难以精确定位氧化位点，而质谱技术通过分析氧化寡糖(OS)的质荷比(m/z)差异实现突破。MALDI-TOF MS可快速识别C1-氧化(内酯/糖醛酸，[M+16 Da+Na]⁺)和C4-氧化(酮基/偕二醇，[M-2 Da+Na]⁺)，但需注意Na⁺/K⁺加合物造成的质量数干扰。ESI-MS在负离子模式下对酸性氧化产物灵敏度更高，如C1-氧化纤维寡糖在MS/MS中产生特征性^2,4A_n型跨环断裂碎片。

色谱-质谱联用技术的精进
HILIC-MS凭借亲水相互作用实现中性/酸性氧化OS分离，采用甲酸铵缓冲液(pH 8.0)可增强C4-氧化产物信号。研究表明，NaBD₄还原能使C4-氧化产物色谱峰变锐利，并通过+3 Da质量位移鉴别中间链氧化位点。PGC-MS虽对DP>5的OS保留过强，但成功解析了TEMPO氧化的阿拉伯糖醛酸-木寡糖(AUXOS-A)异构体，其中2-AB标记产物在MS/MS中优先丢失m/z 146碎片(AraA-H₂O)。

标记策略提升检测灵敏度
还原胺化(2-AB/2-AA)可捕获新生成的还原末端，而NaBD₄还原能区分中间链酮基与天然羟基。EDC介导的苯胺酰胺化标记虽羧基标记率较低，但可识别C6-氧化产物(葡萄糖醛酸)。¹⁸O标记结合NaBD₄还原能实现+5 Da质量位移，有效区分C4/C6双氧化产物。

前沿技术展望
离子淌度质谱(IMS-MS)通过碰撞截面(CCS)差异分离异构体，在乳寡糖研究中已展现优势，未来有望解决氧化OS异构体共洗脱难题。当前挑战在于开发高效羧基标记方法，并整合UV/荧光检测实现氧化产物的绝对定量。

该领域发展将促进功能性氧化多糖的设计，如特定氧化模式的阿拉伯木聚糖可调控水凝胶性能，而精确控制纤维素LPMOs氧化位点能优化生物燃料生产效率。未来需建立氧化OS的标准化质谱数据库，推动多糖结构-功能关系的系统研究。