CN103776892B - 一种具有选择性的用于小分子maldi-tof ms检测的基质及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有选择性的用于小分子MALDI-TOF MS检测的基质及其应用，该基质为氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸，它是以4-乙烯基苯硼酸为单体，通过表面引发原子转移自由基聚合反应，将4-乙烯基苯硼酸接枝到溴功能化的氧化石墨烯上制备而成。本发明的氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸可作为MALDI-TOFMS基质，用于选择性识别含有顺式邻二羟基结构的小分子化合物，如糖类、酚类以及核苷等中的顺式邻二羟基化合物，其最低检出限可达到1pmol/mL左右，选择性和灵敏度都很高。
Description
技术领域
本发明属于顺式邻二羟基化合物的检测技术领域，具体涉及表面引发原子转移自由基聚合合成氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸及其在MALDI-TOF MS检测顺式邻二羟基化合物中的应用。
背景技术
80年代末发展起来一种新型软电离生物质谱即基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)，其具有准确度好、灵敏度及分辨率高等特点。MALDI-TOF MS是一种简单快速的技术，主要用于分析大的生物分子，因此它已经广泛地用于分析蛋白质、多肽、核甘酸等。它使得样品的预处理步骤得到简化，而且极大地节省了劳力。
在MALDI-TOF MS中，基质起着吸收及传递激光能量、使样品离子化的作用。然而传统的基质如CHCA(α-氰基-4-羟基肉桂酸)、DHB(二羟基苯甲酸)等在激光辐射下易裂解，因而在低分子量区域(<500Da)会产生不理想的基质离子干扰，同时由于基质与分析物异相共结晶而使检测器形成饱和热点，从而造成小分子的观察和表征的困难，以至于很难利用传统的基质去分析小分子物质。
基于石墨烯特殊的物理和电化学特性，它可作为一类新型基质成功地将被分析物俘获，并通过激光辐射将能量转移至被分析物，分析过程中，被分析物可迅速解吸和离子化，并很好地排除基质本身的离子干扰。然而单独以石墨烯或氧化石墨烯作为基质还存在着一些问题。例如石墨烯或氧化石墨烯在合成和应用的过程会发生聚合，这严重限制了其应用。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题在于克服传统MALDI-TOF MS基质只能分析大分子物质的缺点，提供一种可用于检测小分子物质，且检测的选择性和灵敏度高的MALDI-TOF MS基质，同时为该基质提供一种新的用途。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：该基质为氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯 硼酸，它由下述方法制备得到：将4-乙烯基苯硼酸、溴功能化的氧化石墨烯超声分散于1,4-二氧六环中，在氮气保护下，加入溴化亚铜和五甲基二乙烯基三乙胺，溴功能化的氧化石墨烯与4-乙烯基苯硼酸、溴化亚铜、五甲基二乙烯基三乙胺的质量比为1:1～5:0.2～0.6:0.2～0.6，常温搅拌24小时，反应产物经洗涤、真空干燥，得到氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸。
上述的溴功能化的氧化石墨烯与4-乙烯基苯硼酸、溴化亚铜、五甲基二乙烯基三乙胺的质量比最佳为1:3:0.44:0.44。
上述的溴功能化的氧化石墨烯可以参考文献方法合成，具体步骤为：将0.3g氧化石墨烯加入到15mL无水二氯甲烷中，超声1小时，然后加入3mL2-溴异丁酰溴和1mL无水吡啶，常温搅拌24小时，得到溴功能化的氧化石墨烯。
上述的具有选择性的用于小分子MALDI-TOF MS检测的基质在选择性识别含有顺式邻二羟基结构的小分子化合物中的用途。其具体使用方法为：将氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸直接用作MALDI-TOF MS基质对含有顺式邻二羟基结构的小分子化合物进行检测，其中所述的含有顺式邻二羟基结构的小分子化合物具体可以是糖、酚或核苷等中的顺式邻二羟基化合物。
本发明将4-乙烯基苯硼酸接枝到氧化石墨烯上，缓解了氧化石墨烯在有机溶剂中分散性较差、易团聚的缺点，得到的氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸可直接用作MALDI-TOF MS基质对含有顺式邻二羟基结构的小分子化合物，如糖类、酚类、核苷等中的顺式邻二羟基化合物进行高灵敏的选择性检测。
附图说明
图1是实施例1得到的氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质的质谱图。
图2是氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质检测半乳糖的质谱图。
图3是氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质检测木糖的质谱图。
图4是氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质检测腺苷的质谱图。
图5是氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质检测腺嘌呤 的质谱图。
图6是氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质检测邻苯二酚的质谱图。
图7是氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质检测苯酚的质谱图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
将0.3g4-乙烯基苯硼酸分散于15mL1,4-二氧六环中，然后加入0.1g溴功能化的氧化石墨烯，超声10分钟，然后在氮气保护下，再加入0.044g溴化亚铜和0.044g五甲基二乙烯基三乙胺，常温搅拌24小时，反应完全后，用甲醇：乙酸（4:1）、去离子水、丙酮多次洗涤以除去没有反应完全的试剂，最后30℃真空干燥。得到氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸。
所制备的氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸采用MALDI-TOF MS进行表征，结果见图1。由图可见，它本身作为基质，在低分子量区域的杂峰很少，所以对于小分子的检测是十分有利的。
实施例2
将0.1g4-乙烯基苯硼酸分散于15mL1,4-二氧六环中，然后加入0.1g溴功能化的氧化石墨烯，超声10分钟，然后在氮气保护下，再加入0.02g溴化亚铜和0.02g五甲基二乙烯基三乙胺，常温搅拌24小时，反应完全后，用甲醇：乙酸（4:1）、去离子水、丙酮多次洗涤以除去没有反应完全的试剂，最后30℃真空干燥。得到氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸。
实施例3
将0.5g4-乙烯基苯硼酸分散于15mL1,4-二氧六环中，然后加入0.1g溴功能化的氧化石墨烯，超声10分钟，然后在氮气保护下，再加入0.06g溴化亚铜和0.06g五甲基二乙烯基三乙胺，常温搅拌24小时，反应完全后，用甲醇：乙酸（4:1）、去离子水、丙酮多次洗涤以除去没有反应完全的试剂，最后30℃真空干燥。得到氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸。
实施例4
实施例1得到的氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质在选择性识别半乳糖中的用途。
将1mg氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸分散于1mL乙醇中，超声使其分散均匀，形成悬浮液；用pH值为8.0的磷酸缓冲溶液将半乳糖配制成1mg/mL的半乳糖溶液。取1μL悬浮液快速滴到MALDI-TOF MS样品靶上，室温条件下自然晾干后，其上再滴加1μL1mg/mL的半乳糖溶液，室温条件下自然晾干，进行MALDI-TOF MS分析。用同样的方法分析木糖溶液，分析结果分别见图2和图3。由图可见，以氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质在m/z为202.15处出现了半乳糖加钠的分子离子峰，但检测不到木糖的分子离子峰，表明氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质能够识别半乳糖，其最低检出限可达到0.82pmol/mL。
实施例5
实施例1得到的氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质在选择性识别腺苷中的用途。
将1mg氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸分散于1mL乙醇中，超声使其分散均匀，形成悬浮液；用pH值为8.0的磷酸缓冲溶液将腺苷配制成1mg/mL的鸟苷溶液。取1μL悬浮液快速滴到MALDI-TOF MS样品靶上，室温条件下自然晾干后，其上再滴加1μL1mg/mL的腺苷溶液，室温条件下自然晾干，进行MALDI-TOF MS分析，用同样的方法分析腺嘌呤溶液，分析结果分别见图3和图4。由图可见，以氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质在m/z为289.26处出现了腺苷加钠的分子离子峰，但检测不到腺嘌呤的分子离子峰，表明氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质能够识别腺苷，其最低检出限可达到1.59pmol/mL。
实施例6
实施例1得到的氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质在选择性识别邻苯二酚中的用途。
将1mg氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸分散于1mL乙醇中，超声使其分散均匀，形成悬浮液；用pH值为8.0的磷酸缓冲溶液将邻苯二酚配制成1mg/mL的邻 苯二酚溶液。取1μL悬浮液快速滴到MALDI-TOF MS样品靶上，室温条件下自然晾干后，其上再滴加1μL1mg/mL的邻苯二酚溶液，室温条件下自然晾干，进行MALDI-TOF MS分析，用同样的方法分析苯酚溶液，分析结果分别见图5和图6。由图可见，以氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质，在m/z为110.11处出现了邻苯二酚的分子离子峰，但检测不到苯酚的分子离子峰，表明氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸作为MALDI-TOF MS基质能够识别邻苯二酚，其最低检出限可达到1.34pmol/mL。
Claims (4)
1.一种具有选择性的用于小分子MALDI-TOF MS检测的基质，其特征在于：所述的小分子为含有顺式邻二羟基结构的小分子化合物，所述的基质为氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸，该基质由下述方法制备得到：将4-乙烯基苯硼酸、溴功能化的氧化石墨烯超声分散于1,4-二氧六环中，在氮气保护下，加入溴化亚铜和五甲基二乙烯基三乙胺，溴功能化的氧化石墨烯与4-乙烯基苯硼酸、溴化亚铜、五甲基二乙烯基三乙胺的质量比为1:1～5:0.2～0.6:0.2～0.6，常温搅拌24小时，反应产物经洗涤、真空干燥，得到氧化石墨烯接枝4-乙烯基苯硼酸。
2.根据权利要求1所述的具有选择性的用于小分子MALDI-TOF MS检测的基质，其特征在于：所述的溴功能化的氧化石墨烯与4-乙烯基苯硼酸、溴化亚铜、五甲基二乙烯基三乙胺的质量比为1:3:0.44:0.44。
3.权利要求1所述的具有选择性的用于小分子MALDI-TOF MS检测的基质在选择性识别含有顺式邻二羟基结构的小分子化合物中的用途。
4.权利要求3所述的具有选择性的用于小分子MALDI-TOF MS检测的基质在选择性识别含有顺式邻二羟基结构的小分子化合物中的用途，其特征在于：所述的含有顺式邻二羟基结构的小分子化合物为糖、酚或核苷中的顺式邻二羟基化合物。
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