CN102507722A

CN102507722A - 一种校正质谱仪器和/或分子质量的方法

Info

Publication number: CN102507722A
Application number: CN2011103924775A
Authority: CN
Inventors: 陈义; 李晋成; 马力坡
Original assignee: Institute of Chemistry CAS
Current assignee: Institute of Chemistry CAS
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-12-01
Also published as: CN102507722B

Abstract

本发明公开了一种校正质谱仪器和/或分子质量的方法。该方法包括如下步骤：在基底上蒸镀金膜，在所述质谱仪器中用激光轰击所述金膜；或者在所述金膜上涂覆基质、待测样品或基质与待测样品的混合物后，在所述质谱仪器中用激光轰击所述涂覆待测样品的金膜、涂覆所述基质的金膜或涂覆所述基质与待测样品的混合物的金膜，将得到的离子经所述质谱仪器分析得到质谱谱图，根据金簇的理论质量即可对质谱仪器和/或待测样品的分子质量进行校正。本发明提供的方法可以分别进行正和负电荷校正；由于利用了没有同位素的金簇，可以记录到一系列质荷比相差197的离子峰，再利用金的准确的理论质量，可以准确标定质谱仪器信号和样品的分子质量，其偏差可以降到5ppm以下。

Description

一种校正质谱仪器和/或分子质量的方法

技术领域

本发明涉及一种校正质谱仪器和/或分子质量的方法。

背景技术

凡利用质谱进行物质质量测定，均需对仪器进行校正。为获得物质的精确质量，在进行仪器校正之后，还需要利用加内标技术，随时对物质进行质量比较测定，以减少质谱测定中对物质质量的非线性响应以及环境温度变化等的影响。已知，质谱仪器温度的微小变化，就可以导致ppm级别的质量测定偏差。所以质量校正是质谱测定中的核心步骤。到目前为止，质谱校正均采用标准化学物质，其中常用的标准物有聚乙烯醇(PEG)、标准肽和CsI等。目前，实用的标准物非常有限，价格昂贵，特别是它们多含有同位素峰。同位素峰容易导致峰分离不开或峰变形，结果是校正不准。理论上理想的质量校正用标准物质应该是没有同位素峰，且便宜易得或制备容易。目前能符合这种要求的化学物质很少，金簇恰好是这样的一类物质，并已有人尝试过，但因受现有技术的限制，制备和使用金簇均存在困难，所以没有获得成功。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便、有效的校正质谱仪器和/或分子质量的方法。

本发明提供的校正质谱仪器和/或分子质量的方法，包括如下步骤：在基底上蒸镀金膜，在所述质谱仪器中用激光轰击所述金膜；或者在所述金膜上涂覆基质、待测样品或基质与待测样品的混合物后，在所述质谱仪器中用激光轰击所述涂覆待测样品的金膜、涂覆所述基质的金膜或涂覆所述基质与待测样品的混合物的金膜，将得到的离子经所述质谱仪器分析得到质谱谱图，根据金簇的理论质量即可对质谱仪器和/或待测样品的分子质量进行校正。

上述的方法中，所述的基底可以是平滑的固体表面如载玻片、粗糙固体表面如毛玻璃和具有特殊周期结构的固体表明如光子晶体。

上述的方法中，所述光子晶体可以是二氧化硅光子晶体或聚苯乙烯光子晶体，所述光子晶体可通过自组装或其他方法组装在所述基底上。

上述的方法中，所述金膜可经真空喷镀或湿法沉积制备，厚度在10nm～1000nm之间，金膜上可滴加或不滴加化学复制基质，尺寸大小可依据质谱仪器进行调整或切割。

上述的方法中，所述质谱仪器包含任何含有能引入金簇离子接口的商品质谱仪器和其他质量测定系统，特别是向大气开放的接口，如基质辅助激光解析飞行时间质谱仪(MALDI-TOF MS)、(基质辅助激光解析傅立叶变换离子回旋共振质谱仪MALDI-FTICR MS)等。

上述的方法中，所述激光可为脉冲激光，包括氮分子激光、紫外半导体脉冲激光等，频率为在2～30Hz之间，具体可为10Hz、20Hz或30Hz，功率为最大功率的80％～100％之间，具体可为80％、90％或100％。

上述的方法中，所述基质可为2，5-二羟基苯甲酸(DHB)、α-氰基-4-羟基肉桂酸(CCA)或3-氨基喹啉(3-AQ)、2-(4-羟基苯唑)苯甲酸(HABA)以及其他对激光有吸收的化学分子。

本发明提供的方法可以分别进行正和负电荷校正；由于利用了没有同位素的金簇，可以记录到一系列质荷比相差197的离子峰，再利用金的准确的理论质量，可以准确标定质谱仪器信号和样品的分子质量，其偏差可以降到5ppm以下；该方法用于MALDI-TOF MS校正中可以校准和消除由于操作条件的波动而对分析结果产生的影响，提高分析的准确性；在MALDI-TOF MS的反射模式中，利用金簇先做外标校正，再用做内标校正，可避免分子量的漂移，使得样品的峰值更加准确。该校正方法所用的金膜标靶可以重复使用，大大降低了成本。

附图说明

图1为实施例1中裸金膜产生的金簇正离子峰及质谱仪器校正。

图2为实施例1中金簇正离子峰作为外标进行校正的结果。

图3为实施例2中金簇正离子峰作为内标进行校正的结果。

图4为实施例3中裸金膜产生的金簇的负离子峰及质谱仪器校正。

图5为实施例3中金簇负离子峰作为外标进行校正的结果。

图6为实施例4中金簇负离子峰作为内标进行校正的结果。

图7为实施例5中DHB辅助金膜产生的金簇正离子峰质谱图。

图8为实施例5中金簇正离子峰作为外标进行校正的结果。

图9为实施例6中金簇正离子峰作为内标进行校正的结果。

图10为实施例7中CCA辅助金膜产生的金簇的负离子峰质谱图。

图11为实施例7中金簇负离子峰作为外标进行校正的结果。

图12为实施例8中金簇负离子峰作为内标进行校正的结果。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中所用的二氧化硅光子晶体是按照下述方法制备的：

(1)二氧化硅颗粒的制备

通过氨水催化正硅酸乙酯水解制备，具体方法如下：将圆底烧瓶置于恒温水浴中，磁力搅拌，往其中依次加入一定量的无水乙醇、一定量的氨水、一定量的超纯水、一定量的正硅酸乙酯，恒温恒速下持续反应十几个小时。反应完毕后依次用三蒸水和无水乙醇分别离心洗涤，最后二氧化硅颗粒保存在无水乙醇中备用。

(2)二氧化硅光子晶体的制备

将一定体积分数为的二氧化硅颗粒的乙醇分散液倒入称量瓶中，将载玻片竖直插入分散液中，室温条件下通过蒸发诱导竖直生长法制备，具体的制备方法为：将二氧化硅颗粒置于真空干燥箱中干燥彻底。干燥后的二氧化硅颗粒分散在无水乙醇中，得一定体积分数的二氧化硅颗粒的乙醇分散液。将二氧化硅颗粒的乙醇分散液倒入称量瓶中，将载玻片竖直插入分散液中，室温下随着无水乙醇的蒸发，在静电力和毛细管力的作用下，二氧化硅颗粒在载玻片表面组装得到光子晶体。

实施例1、利用裸金膜产生金簇正离子及对质谱仪进行外标校正

(1)金膜的制备

称取87mg的金和3mg的铬，通过真空蒸镀的方法首先在二氧化硅光子晶体的表面镀一层铬作为粘结层，然后蒸镀一层金膜(JEE-4X真空镀膜仪)，厚度为50nm。

(2)金簇正离子的产生及对质谱仪进行外标

将制备有金膜的载玻片置于MALDI-TOF质谱仪中，用脉冲激光进行轰击，频率为10Hz，轰击的功率为最大功率的90％；用反射正离子模式得到金簇的正离子峰质谱图，如图1所示。

将上述产生的金簇峰应用于Gly-Gly-Gly-Gly([M+Na]⁺(准确分子量为269.0856)的准确分子量校准，采用Au₁ ⁺(196.9660)，Au₂ ⁺(393.9326)，Au₃ ⁺(590.8991)，Au₄ ⁺(787.8657)，Au₅ ⁺(984.8322)作为外标进行校正，结果如图2所示，经过外标校正后使平均分子量的偏差达到23ppm。

实施例2、利用裸金膜产生金簇正离子对样品进行内标校正

(1)金膜的制备

制备方法同实施例中步骤(1)。

(2)利用金簇正离子对质谱图进行内标校正

将取1μL Gly-Gly-Gly-Gly溶液滴在金膜上，晾干后，将上述制备有金膜的载玻片置于MALDI-TOF质谱仪中，用脉冲激光进行轰击，频率为30Hz，轰击的功率为最大功率的80％；采用反射正离子模式进行分析；采用Au₁ ⁺(196.9660)，Au₂ ⁺(393.9326)作为内标进行Gly-Gly-Gly-Gly([M+Na]⁺准确分子量为269.0856)的分子量的准确校正，结果如图3所示，经过内标校正后使平均分子量的偏差达到3.3ppm，极大地提高了小肽分子量和丰度检测的准确性。

实施例3、利用裸金膜产生金簇负离子及对质谱仪进行外标

(1)金膜的制备

制备方法同实施例中步骤(1)。

(2)金簇负离子的产生及对质谱仪进行外标

将制备有金膜的载玻片置于MALDI-TOF质谱仪中，用脉冲激光进行轰击，频率为20Hz，轰击的功率为最大功率的的100％；用反射负离子模式得到金簇的负离子峰质谱图，如图4所示。

将上述产生的金簇峰应用于Gly-Gly-Gly-Gly([M-H]^-准确分子量为245.0891)的准确分子量校准，采用Au₁ ^-(196.9671)，Au₂ ^-(393.9337)，Au₃ ^-(590.9002)，Au₄ ^-(787.8668)，Au₅ ^-(984.8333)结果如图5所示，经过外标校正后使平均分子量的偏差达到54.3ppm。

实施例4、利用裸金膜产生金簇负离子对样品进行内标校正

(1)金膜的制备

制备方法同实施例中步骤(1)。

(2)金簇负离子的制备及对质谱图进行内标校正

将取1μL Gly-Gly-Gly-Gly溶液滴在金膜上，晾干后，将上述制备有金膜的载玻片置于MALDI-TOF质谱仪中，用脉冲激光进行轰击，频率为10Hz，轰击的功率为最大功率的的90％；采用反射正离子模式进行分析；采用Au₁ ^-(196.9671)，Au₂ ^-(393.9337)，Au₃ ^-(590.9002)作为内标进行Gly-Gly-Gly-Gly([M+Na]⁺准确分子量为269.0856)的分子量的准确校正，结果如图6所示，经过内标校正后使平均分子量的偏差达到4.1ppm，极大地提高了小肽分子量和丰度检测的准确性。

实施例5、利用DHB辅助金膜产生金簇正离子对质谱仪进行外标校正

(1)金膜的制备

制备方法同实施例中步骤(1)。

(2)金簇正离子的产生及对质谱仪进行外标

将一定体积的DHB溶液(溶于乙腈和水的混合液，二者的体积比为1∶1，含有5‰(V/V)三氟乙酸，溶液浓度为10mg/mL)滴在金膜表面，晾干后，将上述制备有金膜的载玻片置于MALDI-TOF质谱仪中，用脉冲激光进行轰击，频率为10Hz，轰击的功率为最大功率的的90％；用反射正离子模式得到金簇的正离子峰质谱图，如图7所示。

将上述产生的金簇峰应用于α-CD([M+Na]⁺准确分子量为995.3062)的准确分子量校准，采用Au₄ ⁺(787.8657)，Au₅ ⁺(984.8322)，Au₆ ⁺(1181.7988)，Au₇ ⁺(1378.7653)，Au₈ ⁺(1575.7319)，Au₉ ⁺(1772.6984)，Au₁₁ ⁺(2166.6315)，Au₁₃ ⁺(2560.5000)，Au₁₆ ⁺(3151.4643)，结果如图8所示，经过外标校正后使平均分子量的偏差达到54.2ppm。

实施例6、利用金簇正离子对样品进行内标校正

(1)金膜的制备

制备方法同实施例中步骤(1)。

(2)金簇的制备及对质谱图进行内标校正

将等体积的α-CD溶液(溶于乙醇和水的混合液，二者的体积比为1∶1，2×10^-5M)和HABA溶液(溶于乙腈和水的混合液，二者的体积比为1∶1，含有5‰(V/V)三氟乙酸，溶液浓度为10mg/mL)混合均匀，然后取1μL滴在金膜上，晾干后，将上述制备有金膜的载玻片置于MALDI-TOF质谱仪中，用脉冲激光进行轰击，频率为10Hz，轰击的功率为最大功率的的90％；采用反射正离子模式进行分析；采用Au₄ ⁺(787.8657)，Au₅ ⁺(984.8322)，Au₆ ⁺(1181.7988)，Au₇ ⁺(1378.7653)作为内标进行α-CD([M+Na]⁺准确分子量为995.3062)的分子量的准确校正，结果如图9所示，经过内标校正后使平均分子量的偏差达到2.9ppm，极大地提高了环糊精分子量和丰度检测的准确性。

实施例7、金簇负离子的产生及对质谱仪进行外标

(1)金膜的制备

制备方法同实施例中步骤(1)。

(2)金簇负离子的产生及对质谱仪进行外标

将一定体积的CCA溶液(溶于乙腈和水的混合液，二者的体积比为1∶1，含有5‰(v/v)三氟乙酸，溶液浓度为10mg/mL)滴在金膜表面，晾干后，将上述制备有金膜的载玻片置于MALDI-TOF质谱仪中，用脉冲激光进行轰击，频率为10Hz，轰击的功率为最大功率的的90％；用反射负离子模式得到金簇的负离子峰质谱图，如图10所示。

将上述产生的金簇峰应用于酪氨酸激酶([M-H]^-准确分子量为1590.7994)的准确分子量校准，采用Au₄ ^-(787.8668)，Au₅ ^-(984.8333)，Au₆ ^-(1181.7999)，Au₇ ^-(1378.7664)，Au₈ ^-(1575.7330)，Au₉ ^-(1772.6995)，Au₁₁ ^-(2166.6326)，Au₁₃ ^-(2560.5657)，Au₁₆ ^-(3151.4654)，结果如图11所示，经过外标校正后使平均分子量的偏差达到7ppm。

实施例8、利用金簇负离子对样品进行内标校正

(1)金膜的制备

制备方法同实施例中步骤(1)。

(2)金簇负离子的制备及对质谱图进行内标校正

将等体积的酪氨酸激酶溶液和HABA溶液(溶于乙腈和水的混合液，二者的体积比为1∶1，含有5‰(V/V)三氟乙酸，溶液浓度为10mg/mL)混合均匀，然后取1μL滴在金膜上，晾干后，将上述制备有金膜的载玻片置于MALDI-TOF质谱仪中，用脉冲激光进行轰击，频率为10Hz，轰击的功率为最大功率的的90％；采用反射负离子模式进行分析；采用Au₇ ^-(984.8322)，Au₈ ^-(1181.7988)，Au₉ ^-(1378.7653)作为内标进行酪氨酸激酶([M-H]^-准确分子量为1590.7994)的分子量的准确校正，结果如图12所示，经过内标校正后使平均分子量的偏差达到-2.1ppm，极大地提高了酪氨酸激酶分子量和丰度检测的准确性。

Claims

1.一种校正质谱仪器和/或分子质量的方法，包括如下步骤：在基底上蒸镀金膜，在所述质谱仪器中用激光轰击所述金膜；或者在所述金膜上涂覆基质、待测样品或基质与待测样品的混合物后，在所述质谱仪器中用激光轰击所述涂覆待测样品的金膜、涂覆所述基质的金膜或涂覆所述基质与待测样品的混合物的金膜，将得到的离子经所述质谱仪器分析得到质谱谱图，根据金簇的理论质量即可对质谱仪器和/或待测样品的分子质量进行校正。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基底为载玻片、毛玻璃或光子晶体。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述光子晶体为二氧化硅光子晶体或聚苯乙烯光子晶体。

4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述金膜的厚度为10～1000nm。

5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：所述质谱仪器为MALDI-TOF质谱仪或MALDI-FTICR质谱仪。

6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：所述激光为脉冲激光，所述脉冲激光的频率为2～30Hz，功率为所述脉冲激光的最大功率的80％～100％。

7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于：所述基质为2，5-二羟基苯甲酸、α-氰基-4-羟基肉桂酸或3-氨基喹啉或2-(4-羟基苯唑)苯甲酸。