CN102253109A - 固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测方法 - Google Patents

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Abstract

固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测方法，涉及一种固体样品检测方法。提供一种操作简便，通用性强，可弥补难溶样品和复杂样品难以检测分子质量的不足，同时是在基质辅助激光解析质谱仪中测定配位化合物的固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测方法。将固体样品粉末填满设在微测板样品靶上的圆孔内，使固体样品粉末表面与靶面平齐，除去圆孔周边的散状颗粒，将微测板样品靶放入离子源室内，抽真空至(1～5)×10-6mbar，设置电压Ion Source1为17～21kV，Ion Source2为15～19kV，lens 9～10kV，调节激光大小，采集图谱，完成固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测。

Description

固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测方法
技术领域
本发明涉及一种MALDI-TOF-MS的检测方法，具体地说是难溶解固体有机物在MALDI-TOF-MS中的应用。
背景技术
20世纪80年代末发展起来的基质辅助激光解析离子化飞行时间质谱仪(Matrix-AssistedLaser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry，MALDI-TOF-MS，以下简称为基质辅助激光解析质谱仪)是激光电离技术和高速数据采集处理系统相结合的产物，它具有高灵敏度、高通量、快速、准确、易于实现自动化等特点，已成功应用于蛋白质、DNA/RNA、多糖等生物大分子的检测，并获得了2002年的诺贝尔化学奖。该仪器的原理是是将微量样品与过量小分子基体的混合液体点到样品靶上，经加热或者风吹干形成共结晶，放入离子源室内，达到一定真空后，激光照射到靶上样品，基质从激光中吸收能量，传递给样品分子，使其瞬间汽化，并将质子转移到样品分子使其离子化，然后进入飞行时间质量分析器，根据它们各自的质荷比(m/z)进行检测，处理数据后得到质谱图。采用MALDI-TOF-MS分析生物分子具有以下优势：(1)除检测问题以外，m/z范围无限制；(2)无需精选狭缝，不用扫描就能在同时间检测整个m/z范围的离子；(3)离子传送效率高。此外，MALDI是一种软电离技术，在线性模式下不产生或者产生很少的碎片离子，可直接应用于混合物分析，也可用来检测样品中是否含有杂原子及杂质分子质量(1、Yoshisa T.，Tanaka K.，Ido Y.，Akita S.，Yoshida Y.Detection of High Mass Molecular Ions by Laser Desorption Time-of-Flight Mass Spectrometry，[J].Mass Spectrometry(Japan)，1988，36：56-59；2、Tanaka K.，Waki H.，Ido Y.，Akita S.，Yoshida Y.Yoshisa T.Protein and polymer analysis up to m/z 100,000 by laser ionization time-of-flight massspectrometry.[J].Rapid Communications in Mass Spectrometry，1988.2：151-153；3、Lou X.W.，Buijtenen J.，Bastiaansen J.Characterization of some synthetic Ru and Ir complexes byMatrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry.[J].J.Mass Spectrom.2005.40：654-660；4、Wyatt M.F.，Havard S.，Stein B.K.Analysis of transition-metalacetylacetonate complexes by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight massspectrometry.[J].Rapid Communications in Mass Spectrometry，2008.22：11-18)。
基质是一种可通过其分子的光激发或光离子化作用而把质子转移给分析物，从而加强分析物分子离子形成的物质，例如a-氰基-4羟基肉桂酸(5、Cohen S.L.，Chait B.T.Influence ofmatrix solution conditions on the MALDI-MS analysis of peptides and proteins[J].AnalyticalChemistry，1996，68：31-37)。由于在不同样品中基质发挥的效果不同，因此优化基质是非常必要的，这样可以改善结晶状况，使样品分布均匀并有效解析电离，增强质谱信号，进而提高分析灵敏度、分辨率和重复性等。在MALDI中基质起到的作用主要如下：(1)吸收激光能量并把能量转移给分析物。这样不仅可把能量转移给分析物使其形成分子离子，还可避免由于过量的能量使分析物裂解；(2)包埋分析物，使分析物分子之间彼此隔离，避免分析物分子之间的缔合，这种缔合会导致质量的复杂化，以至无法进行解析；(3)适当的基质还会通过其分子的光激发或光离子化作用而把质子转移给分析物，从而加强分析物分子离子的形成。常用的基质有a-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)、2，5-二羟基苯甲酸(DHB)、芥子酸(SA)、2，4，6-三羟基苯乙酮(THAP)，蒽三酚(DI)、3-吲哚丙烯酸(IAA)。
传统的分析方法需要将上述基质配制成溶液，再与分析物溶液按照不同浓度的比例混合后进行测试，但是这个比例的大小往往很难把握，使得样品制备具有难度，对操作者的经验要求高。并且，有一部分样品在各种溶剂中十分难溶解，或者溶解的溶剂没有挥发性，甚至有些样品在溶剂溶解后失去原有的性质，这些都不适合样品以液体形式与基质的溶液混合后在靶上吹干共结晶。例如，配位化合物，简称配合物，也叫络合物，由中心原子或离子、配体、外界三者组成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简便，通用性强，可弥补难溶样品和复杂样品难以检测分子质量的不足，同时是在基质辅助激光解析质谱仪中测定配位化合物的固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测方法。
所述固体样品是指固体有机化合物，如液体有机化合物，可经过干燥成固体有机化合物。
本发明的具体步骤如下：
将固体样品粉末填满设在微测板样品靶上的圆孔内，使固体样品粉末表面与靶面平齐，除去圆孔周边的散状颗粒，将微测板样品靶放入离子源室内，抽真空至(1～5)×10-6mbar，设置电压Ion Source1为17～21kV，Ion Source2为15～19kV，lens 9～10kV，调节激光大小，采集图谱，完成固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测。
所述固体样品粉末可加入基质或碳纳米管。
所述基质可选自a-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)、2，5-二羟基苯甲酸(DHB)、芥子酸(SA)、2，4，6-三羟基苯乙酮(THAP)、蒽三酚(DI)、3-吲哚丙烯酸(IAA)等中的一种。
所述圆孔的直径可为Φ1～2mm，圆孔的深度可为0.5～2mm。
所述基质辅助激光解析质谱仪可采用Bruker公司的MicroFlex MALDI-TOF-MS，该仪器配有MSP(Micro SCOUT Plate微测板)样品靶，共有96个样品点。
本发明相对现有液体混匀点靶的技术有如下优点和技术效果：(1)难溶有机物，尤其带有稠环的有机物，可不需要基质，直接用固体上样，方便快捷，并且减少了基质峰的干扰。(2)溶解样品的溶剂难挥发，如甲基亚砜(DMSO)是一种重要的极性非质子溶剂，但挥发性差，需要大量时间才可除去溶剂，采用本发明所述的方法，可以节约大量时间。(3)复杂固体化合物，无法用有机溶剂溶解，不能以液体形式点靶，采用本方法固定住的进样方式，可在不破坏化合物性质的前提下，获得可靠的谱图。(4)小分子化合物，各类基质都有可能含有[M+H]+、[M+Na]+、[2M+H]+、[2M+Na]+等一系列峰，致使m/z在1000以内的样品峰十分难以分辨，可以将样品与碳纳米管等充分混匀，再填充于靶上圆孔或者直接在靶上压片，有效地避免了各类基质的峰干扰，并且压实后碳纳米管等固体物不易疏松掉落，不影响真空系统。
附图说明
图1为本发明实施例5的图谱。在图1中，横坐标为质荷比m/z，纵坐标为强度Intns(a.u.)。
具体实施方式
所述基质辅助激光解析质谱仪采用Bruker公司的MicroFlex MALDI-TOF-MS，该仪器配有MSP(Micro SCOUT Plate微测板)样品靶，共有96个样品点。
实施例1
用钻床在MSP样品靶上钻出Φ1.5mm，深度1.5mm的圆孔，依次用水、乙醇、丙酮分别超声波清洗10～20min，用电吹风吹干。含有稠环的有机物样品在圆孔中填充满，并用干净的载玻片压实，使样品的表面与靶面平齐。将样品靶放入离子源中，抽真空至4.8×10-6mbar，设置电压Ion Source1为19.0kV，Ion Source2为16.0kV，lens 9.60kV。调节激光大小，采集图谱。
实施例2
固体样品用玛瑙研钵研至粉末状，用移液枪取5μL基质饱和溶液于MSP样品靶上，再取0.2mg粉末样品分散于基质饱和溶液中，吹干基质中的溶剂，用载玻片平行压实，除去周边分散不牢固的散状颗粒。将靶放入离子源中，抽真空至4.5×10-6mbar，设置电压Ion Source1为20.0kV，Ion Source2为18.5kV，Lens 9.00kV。激光，采集图谱。
实施例3
用钻床在MSP样品靶上钻出Φ2.0mm，深度2.0mm的圆孔，依次用水、乙醇、丙酮分别超声波清洗10～20min，用电吹风吹干。滴入2μL不挥发的甘油，将不溶解固体块状样品，如晶体，粘在含有甘油的圆孔内，放入离子源源中，抽真空至4.0×10-6mbar。设置电压IonSource1为20.0kV，Ion Source2为18.0kV，Lens 9.25kV。
实施例4
用钻床在MSP样品靶上钻出Φ1.0mm，深度1.0mm的圆孔，水、乙醇、丙酮分别超声波清洗10～20min，用电吹风吹干。取不溶解固体样品与碳纳米管充分混匀，填入圆孔中，用载玻片压实，上方与靶表面平齐，将靶放入离子源中，抽真空至3.0×10-6mbar。设置电压IonSource1为19.0kV，Ion Source2为15.5kV，Lens 9.75kV。采集图谱。
实施例5
将常见溶剂不溶解的粉末样品分散于基质饱和溶液中，取出浑浊液于靶上，晾干基质里的溶剂，然后用载玻片压实，除去周边分散不牢固的散状颗粒。将靶放入离子源中，抽真空至3.5×10-6mbar，设置电压Ion Source1为20.0kV，Ion Source2为18.2kV，lens 9.80kV。激光，采集图谱，如图1所示。

Claims (4)

1.固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测方法，其特征在于其具体步骤如下：
将固体样品粉末填满设在微测板样品靶上的圆孔内，使固体样品粉末表面与靶面平齐，除去圆孔周边的散状颗粒，将微测板样品靶放入离子源室内，抽真空至(1～5)×10-6mbar，设置电压Ion Source1为17～21kV，Ion Source2为15～19kV，lens 9～10kV，调节激光大小，采集图谱，完成固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测。
2.如权利要求1所述的固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测方法，其特征在于所述固体样品粉末加入基质或碳纳米管。
3.如权利要求1所述的固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测方法，其特征在于所述基质选自a-氰基-4-羟基肉桂酸、2，5-二羟基苯甲酸、芥子酸、2，4，6-三羟基苯乙酮、蒽三酚、3-吲哚丙烯酸中的一种。
4.如权利要求1所述的固体样品在基质辅助激光解析质谱仪中的检测方法，其特征在于所述圆孔的直径为Φ1～2mm，圆孔的深度为0.5～2mm。
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