CN106814130B - 一种用于质谱检测的新型纳米芯片及其制备与应用 - Google Patents

一种用于质谱检测的新型纳米芯片及其制备与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106814130B
CN106814130B CN201510862135.3A CN201510862135A CN106814130B CN 106814130 B CN106814130 B CN 106814130B CN 201510862135 A CN201510862135 A CN 201510862135A CN 106814130 B CN106814130 B CN 106814130B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sio
nano chips
particle
sample
nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510862135.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106814130A (zh
Inventor
钱昆
孙旭明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yinapu Zhejiang Biotechnology Co ltd
Original Assignee
(zhejiang) Bio Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (zhejiang) Bio Technology Co Ltd filed Critical (zhejiang) Bio Technology Co Ltd
Priority to CN201510862135.3A priority Critical patent/CN106814130B/zh
Publication of CN106814130A publication Critical patent/CN106814130A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106814130B publication Critical patent/CN106814130B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/64—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber

Abstract

本发明公开了一种用于质谱检测的纳米芯片，该纳米芯片的底层为SiO2颗粒，SiO2颗粒的粒径不大于1μm，颗粒粒度均一，SiO2颗粒具有光滑表面；该纳米芯片的表层为金属，且金属的表面粗糙，金属包括金、银、铂、钯、铝、铁、钛、铜、锌、镍、铬、钼、锡和钡。本发明还公开了该纳米芯片的制备方法及其在生物样品质谱分析中的应用。该芯片有较好的耐盐性，适用于实际生物样品快速、并行、高效检测。本芯片制备方法简单，时间短且经济成本低，可批量化生产，因而具有较好的应用前景，值得推广应用。

Description

一种用于质谱检测的新型纳米芯片及其制备与应用
技术领域
本发明涉及质谱检测领域，尤其涉及一种用于质谱检测的新型纳米芯片及其制备与应用。
背景技术
质谱分析(MS)是一种测量离子质荷比(质量-电荷比)的分析方法。它通过电离源将生物分子转化为气相离子，然后利用质谱分析仪的电场、磁场将具有特定质量与电荷比值(m/z)的离子分离开来，经过离子检测器收集分离的离子，确定离子的而z值，再通过数据检索来分析鉴定未知分子。质谱用于生物分子鉴定精度高、分析时间短，可同时处理许多样品。基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)就是近年来涌现出的一种成功地用于生物分子质谱分析的软电离技术。
MALDI-MS由Tanaka等于1988年率先提出，该方法的成功之处是在质谱检测中引入了基质(Matrix)。基质在MALDI-MS中发挥着吸收、传递激光能量、分散样品分子并使其离子化等作用，同时辅助基质还解决了非挥发性、热不稳定性的生物大分子在MS中的解吸离子化问题，使生物大分子能被成功检测。同时该方式有着诸多独特的优点：首先，MALDI灵敏度及效率都很高，即使只有极少的样品也可进行分析；第二，允许样品中的杂质有一定的含量；第三，样品制备简单，数据获得迅速。目前MADLI技术已经应用于口腔癌、肺癌和子宫癌等疾病生物标志物的发现以及组织成像的研究中。但在实际应用中，MALDI存在对低丰度的生物分子检测灵敏度较低，低分子量的生物分子的检测信号信噪比低，且会出现基质分布不均匀现象等缺点。同时基质的引入也导致了低分子量区域内基质峰的存在，因而极大的限制了该方法在小分子分析中的应用。综上所述，一种高灵敏度、快速、免基质的新型纳米芯片亟待开发。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种用于质谱检测的新型纳米芯片，可以克服传统MALDI-MS的不足，直接分析生物样品例如血清中的分子，包括小分子，能够对血清成分等进行定性和定量的分析。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种用于质谱检测的纳米芯片，纳米芯片的底层为SiO2颗粒，SiO2颗粒的粒径不大于1μm，颗粒粒度均一，SiO2颗粒具有光滑表面；纳米芯片的表层为金属，且金属的表面粗糙。
进一步地，上述SiO2颗粒的粒径范围为50nm～1μm。
进一步地，上述金属包括金、银、铂、钯、铝、铁、钛、铜、锌、镍、铬、钼、锡和钡。
进一步地，金属的颗粒的粒径范围为5nm～100nm。
本发明还提供了一种用于质谱检测的纳米芯片的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：通过经典的Stober方法合成粒径为50nm～1μm的SiO2颗粒；
步骤2：使用溶胶提拉方法将上述SiO2颗粒均匀地分布在载玻片表面；
步骤3：利用磁控溅射仪将金属均匀地铺在步骤2中得到的载玻片表面。
本发明还提供了一种用于质谱检测的纳米芯片在生物样品检测中的应用，包括以下步骤：
步骤1：仪器与试剂的准备：激光解析电离质谱仪，正离子检测且只采用信噪比大于10的信号并用于分析，点样仪；
步骤2：根据上述方法制备纳米芯片；
步骤3：制备生物样品，将生物样品按不同比例稀释后通过移液枪或点样仪点样在纳米芯片上，室温下干燥；
步骤4：分析质谱检测结果，得出结论。
进一步地，生物样品点样体积为0.5nL-1μL。
进一步地，生物样品包括标准品小分子、血清、尿液。
进一步地，对生物样品的稀释倍数小于等于10000倍。
进一步地，检测的分子量范围是小于等于10000Da。
本发明的优点在于：
本新型纳米芯片成本低，可以大批量制作。
可以一定程度上排除其他生物分子的干扰，选择性的检测特定生物分子，且避免了基质带来的强背景噪声。
芯片重现性好，高耐盐性；样品点与点之间的重复性良好，且在高盐的情况下依旧能高效的离子化目标分析物。
生物样品检测预处理简单，易于操作。
用量极少：选择合适的稀释比例情况下，只需要极少的样本用于检测，极大促进了生物样品库微型化的进展。
整个过程快速高效：整个检测过程，只需要几分钟就可以得到最后的检测结果。
以下将结合附图对本发明作进一步说明，以充分说明本发明的目的、技术特征和技术效果。
附图说明
图1为本发明较优实施例中制备得到的纳米芯片的截面SEM表征图片；
图2为葡萄糖标准品的质谱检测结果(葡萄糖峰值：m/z 203[M+Na]+)；
图3为血清的质谱检测结果(葡萄糖峰值：m/z 203[M+Na]+)。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行进一步描述。
用于质谱检测的新型纳米芯片制备包括以下步骤：
步骤1：通过经典的Stober方法合成直径50nm～1μm的SiO2溶胶：将体积比为2：50：2的水、乙醇、氨水搅拌均匀后，再加入体积比为3的正硅酸四乙酯继续搅拌6～8小时。
步骤2：把步骤(1)得到的SiO2溶胶稀释，将清洗后的载玻片浸入其中并进行提拉，得到带有SiO2颗粒涂层的载玻片。
步骤3：利用磁控溅射仪将金颗粒均匀的铺在步骤2得到的载玻片表面，即得到用于质谱检测的新型纳米芯片。
芯片的表征：
表征所用仪器有：透射电镜JEOL JEM-2100F；扫描电镜Hitachi S-4800；接触角测试EasyDrop。
表征结果为：
通过SEM表征可以到SiO2纳米颗粒粒径分布均一。根据DLS的测量，SiO2颗粒的分散系数为0.06，表明颗粒具有很好的溶解性和稳定性。接触角测试结果为114.5°，证明该材料具有较好的疏水性表面。最后通过SEM图像可以看出，溅射金属后的SiO2粒子表面有尺寸小于100nm的纳米颗粒，该结构及其表面特性都有利于增强待检测分子的质谱信号。
以下的几个应用实例有利于说明该新型纳米芯片在质谱检测中的应用。
实施例1：该芯片用于葡萄糖标准品的检测
(1)仪器与试剂：AB 5800MALDI TOF激光解析电离质谱仪(反射模式，正离子检测)，Millipore Milli-Q system纯水仪，GeSiM点样仪。
(2)将待检测的葡萄糖样品按0-10000倍稀释。
(3)在该新型纳米芯片上点样并在室温下干燥。
(4)葡萄糖分子采用质谱分析。
结果示于图2。
实施例2：该芯片用于赖氨酸标准品的检测
(1)仪器与试剂：AB 5800MALDI TOF激光解析电离质谱仪(反射模式，正离子检测)，Millipore Milli-Q system纯水仪，GeSiM点样仪。
(2)将待检测的赖氨酸样品按0-10000倍稀释。
(3)在该新型纳米芯片上点样并在室温下干燥。
(4)进行质谱分析。
实施例3：该芯片用于血清中小分子的定性检测
(1)仪器与试剂：AB 5800MALDI TOF激光解析电离质谱仪(氮激光器，波长355nm，反射模式，正离子检测)，Millipore Milli-Q system纯水仪，GeSiM点样仪，Data Explore软件，OriginPro 2015软件。
(2)将血清按按0-10000倍稀释。
(3)将稀释后的血清点样在该新型纳米芯片上，用于检测。
(5)分析得到的质谱结果。
结果示于图3。
本发明中的纳米芯片可实现生物分子在质谱分析上的定量及定性检测；且在质谱分析时不会出现采用传统基质检测时带来的强背景噪声及不均质性，因而可以更有效检测样品中的小分子，获得更好的分析效果。该芯片有较好的耐盐性，适用于实际生物样品快速、并行、高效检测。本芯片制备方法简单，时间短且经济成本低，可批量化生产，因而具有较好的应用前景，值得推广应用。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于质谱检测的纳米芯片，其特征在于，所述纳米芯片的底层为SiO2颗粒，所述SiO2颗粒的粒径不大于1μm，颗粒粒度均一，所述SiO2颗粒具有光滑表面；所述纳米芯片的表层为金属，所述金属呈颗粒状凸起于所述SiO2的表面，所述金属的颗粒的粒径范围为5nm～100nm；所述SiO2颗粒的分散系数为0.06；所述纳米芯片表面呈疏水性，接触角为114.5°。
2.根据权利要求1所述的纳米芯片，其特征在于，所述SiO2颗粒的粒径范围为50nm～1μm。
3.根据权利要求1所述的纳米芯片，其特征在于，所述金属包括金、银、铂、钯、铝、铁、钛、铜、锌、镍、铬、钼、锡和钡。
4.根据权利要求1所述的纳米芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤1：通过经典的Stober方法合成粒径为50nm～1μm的SiO2溶胶，将体积比为2：50：2的水、乙醇、氨水搅拌均匀后，再加入体积比为3的正硅酸四乙酯继续搅拌6～8小时；
步骤2：把步骤(1)得到的SiO2溶胶稀释，将清洗后的载玻片浸入其中并进行提拉，得到带有SiO2颗粒涂层的载玻片；
步骤3：利用磁控溅射仪将金属均匀地铺在步骤2中得到的载玻片表面。
5.根据权利要求1所述的纳米芯片在生物样品检测中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：仪器与试剂的准备：激光解析电离质谱仪，正离子检测且只采用信噪比大于10的信号并用于分析，点样仪；
步骤2：根据权利要求4所述的方法制备纳米芯片；
步骤3：制备生物样品，将生物样品按不同比例稀释后通过移液枪或点样仪点样在纳米芯片上，室温下干燥；
步骤4：分析质谱检测结果，得出结论。
6.根据权利要求5所述的纳米芯片在生物样品检测中的应用，其特征在于，所述生物样品点样体积为0.5nL-1μL。
7.根据权利要求5所述的纳米芯片在生物样品检测中的应用，其特征在于，所述生物样品包括标准品小分子、血清、尿液。
8.根据权利要求5所述的纳米芯片在生物样品检测中的应用，其特征在于，对所述生物样品的稀释倍数小于等于10000倍。
9.根据权利要求5所述的纳米芯片在生物样品检测中的应用，其特征在于，检测的分子量范围是小于等于10000Da。
CN201510862135.3A 2015-11-30 2015-11-30 一种用于质谱检测的新型纳米芯片及其制备与应用 Active CN106814130B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510862135.3A CN106814130B (zh) 2015-11-30 2015-11-30 一种用于质谱检测的新型纳米芯片及其制备与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510862135.3A CN106814130B (zh) 2015-11-30 2015-11-30 一种用于质谱检测的新型纳米芯片及其制备与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106814130A CN106814130A (zh) 2017-06-09
CN106814130B true CN106814130B (zh) 2019-07-26

Family

ID=59108038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510862135.3A Active CN106814130B (zh) 2015-11-30 2015-11-30 一种用于质谱检测的新型纳米芯片及其制备与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106814130B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107643337B (zh) * 2017-09-18 2020-08-18 浙江亿纳谱生命科技有限公司 一种基质及其制备方法、生物样品检测方法
CN107655960A (zh) * 2017-09-18 2018-02-02 亿纳谱（浙江）生物科技有限公司 血清质谱分析方法、基于金钯的基质及其制备方法、应用
CN109541012A (zh) 2018-11-23 2019-03-29 杭州汇健科技有限公司 一种用于质谱分析的通用型纳米芯片及其制备方法与应用
CN117074509B (zh) * 2023-07-31 2024-04-23 广东省农业科学院农业生物基因研究中心 一种基于核壳纳米材料检测类胡萝卜素的质谱方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103048304A (zh) * 2012-12-07 2013-04-17 江苏大学 一种可循环使用的表面增强拉曼光谱活性基底的制备方法
CN103278556A (zh) * 2013-05-08 2013-09-04 中国科学院化学研究所 光子晶体材料在质谱分析检测中的应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9171710B2 (en) * 2013-09-16 2015-10-27 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama Mass spectrometric analysis using nanoparticle matrices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103048304A (zh) * 2012-12-07 2013-04-17 江苏大学 一种可循环使用的表面增强拉曼光谱活性基底的制备方法
CN103278556A (zh) * 2013-05-08 2013-09-04 中国科学院化学研究所 光子晶体材料在质谱分析检测中的应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Optical properties of siO2@M(M=Au,Pd,Pt) core-shell nanoparticles: material dependence and dampimg mechanisms》;Xuemin Zhang等;《Journal of Materials Chemistry C》;20141230(第3期);全文
《Template-Activated strategy toward one-step coating silica colloidal microspheres with silver》;Ke wang等;《ACS Apple Mater Interfaces》;20131219;第6卷(第2期);全文

Also Published As

Publication number Publication date
CN106814130A (zh) 2017-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106814130B (zh) 一种用于质谱检测的新型纳米芯片及其制备与应用
CN106807941B (zh) 一种贵金属核壳结构纳米粒子及其制备与应用
CN106807942B (zh) 一种核壳结构纳米基质及其制备与应用
CN107655960A (zh) 血清质谱分析方法、基于金钯的基质及其制备方法、应用
CN106338542A (zh) 一种利用质谱检测血清小分子代谢物的方法
CN106814128B (zh) 一种利用质谱检测外泌体小分子代谢物的方法
JP2009109395A (ja) 微細構造体の作製方法、微細構造体、ラマン分光用デバイス、ラマン分光装置、分析装置、検出装置、および質量分析装置
CN104502326A (zh) 一种增强sers信号的定量分析方法及其应用
CN109932410A (zh) 一种基于纸质靶片的质谱检测方法
CN111458399B (zh) 一种基于钯金核壳微纳材料的低分子量物质质谱检测方法
CN112014374A (zh) 一种表面增强拉曼免疫分析平面传感器及制备方法和应用
CN112938979A (zh) 具有SERS效应的MXene复合材料及其制备方法和应用
Conway et al. A study of the application of graphite MALDI to the analysis of short-chain polyethylene glycols
Lin et al. Droplet detection: simplification and optimization of detecting conditions towards high sensitivity quantitative determination of melamine in milk without any pretreatment
CN109900778B (zh) 基于maldi-tof ms双离子模式的免基质黑磷检测方法
WO2020113726A1 (zh) 一种手性化合物的检测系统
JP2002122558A (ja) 蛍光ｘ線分析方法および装置
CN106338543A (zh) 一种利用基质辅助激光解析电离质谱检测乳品的方法
CN107643337B (zh) 一种基质及其制备方法、生物样品检测方法
CN110687100A (zh) 一种高sers增强活性的核壳型纳米粒子及sers定量检测基底
CN109030616A (zh) 一种利用表面辅助激光解吸电离质谱快速筛查与鉴定食用油的方法
Lei et al. Electroless-plated gold films for sensitive surface plasmon resonance detection of white spot syndrome virus
CN106814127B (zh) 一种利用基质辅助激光解析电离质谱检测尿液的方法
CN114441503A (zh) 一种基于表面增强拉曼光谱内标分析的三聚氰胺定量检测方法
CN110903444B (zh) 一种聚合物包银微纳颗粒及其检测尿液小分子的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180808

Address after: 310052 room 1603, 16 building, 5 Binan Road, Changhe street, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District, 688

Applicant after: Zhejiang billion Nadu Medical Equipment Co.,Ltd.

Address before: 200240 No. 800, Dongchuan Road, Shanghai, Minhang District

Applicant before: Shanghai Jiao Tong University

CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 310052 room 1603, 16 building, 5 Binan Road, Changhe street, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District, 688

Applicant after: Zhejiang Yinapu Life Technology Co.,Ltd.

Address before: 310052 room 1603, 16 building, 5 Binan Road, Changhe street, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District, 688

Applicant before: Zhejiang billion Nadu Medical Equipment Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190610

Address after: 310052 room 1601, 16 building, 5 Binan Road, Changhe street, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District, 688

Applicant after: YINAPU (ZHEJIANG) BIOTECHNOLOGY CO.,LTD.

Address before: 310052 room 1603, 16 building, 5 Binan Road, Changhe street, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District, 688

Applicant before: Zhejiang Yinapu Life Technology Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant