CN109932410A

CN109932410A - 一种基于纸质靶片的质谱检测方法

Info

Publication number: CN109932410A
Application number: CN201711366876.8A
Authority: CN
Inventors: 王方军; 李吉楠
Original assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Current assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-06-25

Abstract

本发明涉及一种基于纸质靶片的质谱检测方法。该方法将纸(滤纸、打印纸等)作为样品靶片，在传统有机基质或者金团簇纳米材料辅助下实现样品分子的激光解析离子化和质谱检测。本发明结合了纸质靶片对样品的承载功能和有机或无机基质对样品的辅助离子化功能。本发明具有采样方便，易于样品保存运输，检测灵敏度高等优点，并且有效的避免了有机基质的“咖啡环”效应，适用于各种生物分子、药物分子、环境污染物分子(糖、核苷、天然产物、碱性药物、肽段等)的快速、高灵敏度、高通量检测。

Description

一种基于纸质靶片的质谱检测方法

技术领域

本发明涉及生物样品、药物、环境污染物等的快速质谱分析，具体地说是一种以纸片为承载靶片的激光解析离子化-质谱检测方法。

背景技术

激光解吸离子化(LDI)技术是利用具有紫外光吸收的有机基质或一些固体吸收激光能量以实现待测物的激光解吸电离的分析技术，具有免标记、高通量及自动化的特点，实现了对非挥发性样品的分析。同时与其它质谱相比，MALDI具有较高的耐盐、耐缓冲剂和其它非挥发性成分的优点。由于MALDI分析中大多数样品分子都是被解离成单电荷分子离子，所以得到的质谱图比较简单，有利于谱图解析。

目前使用较多的基质有以α-氰基-4-羟-肉桂酸(CHCA)、2,5-二羟基苯甲酸(DHB)及苯胺系列为代表的有机基质以及以金纳米团簇、金纳米颗粒、介孔硅、介孔碳、金属有机框架化合物为代表的固体基质。其中CHCA无选择性地电离肽段和蛋白质，产生强的离子信号，适合肽段及糖肽的分析。DHB是最常的基质，产生的基质峰及基质缔合峰少，在各类大分子化合物的分析中都得到广泛的应用。低聚核苷酸的测定，通常在负离子检测模式下使用3-羟基吡啶甲酸。而固体基质可以减少基质产生的信号峰对样品检测的干扰，通常应用在小分子样品(分子量小于1000)的LDI质谱分析中

LDI在化合物的分析上有许多优点，但是由于仪器的要求，无法实现样品的快速检测。此外，LDI-MS所具有多成分的同时分析，灵敏度高，分析速度快的特点，使得研究者对MALDI小分子分析十分的重视。为了实现样品的快速采集与检测，人们对LDI技术进行改进从而实现样品的快速检测。

发明内容

本发明的目的在于一种基于纸质靶片的样品的质谱分析方法。

为实现上述目的，申请人在了解了激光解吸电离质谱(LDI MS)处理样品的基础上，利用纸片为样品承载靶片，高紫外光吸收特性的有机物或固体材料为基质，实现了样品的离子化及质谱分析。

一种基于纸质靶片的样品的质谱分析方法，该方法为：将样品溶液滴加到纸质靶片上，然后将基质滴加到带有样品的干燥的纸质靶片上，最后利用激光解吸电离质谱(LDIMS)对样品进行离子化及质谱分析；

所述的纸质靶片是滤纸、打印纸等纸类，并裁剪成一定尺寸的圆片；

所述基质为2，5-二羟基苯甲酸、α-氰基-4羟基肉桂酸、介子酸等传统有机基质，或者金纳米团簇和金纳米颗粒等金相关、石墨烯和碳量子点等碳相关、介孔硅和硅纳米线等硅相关、氮化硼(BN)、有机金属框架化合物等固体基质；

所述的样品为葡萄糖、乳糖、半乳糖、油酸、亚油酸、肽段等物质。

该方法的具体过程如下：

1)配置浓度为0.5-50mg/mL的基质溶液，为基质液；

2)将上述体系常温下超声1-2min使其形成均匀的溶液体系；

3)配置0.5-5.0mg/mL的小分子样品溶液，为样品液

4)将样品液以滴加的方式滴加到纸质靶片上，待溶液干燥；

5)将基质液以滴加的方式滴加到步骤4)得到的带有样品的干燥的纸质靶片上，使基质液与样品的体积比为0.3-3:1；

6)将干燥的纸质靶片进行LDI MS检测。

本发明的优点或者有益效果为：基于纸质靶片的样品的质谱分析方法大大提高了样品的LDI MS的检测速度，并且该方法有效地避免了“咖啡环”效应的出现，从而提高了LDIMS分析物检测的重现性。该分析方法可以实现对样品的快速采集及样品的质谱分析。

附图说明

图1为基于纸质靶片的样品的质谱分析方法示意图。

图2为基于纸质靶片的样品的质谱分析方法用于乳糖(Lactose)分析的LDI MS图。(A)实施例1、(B)实施例2、(C)实施例3、(D)实施例4。其中乳糖(lactose):m/z＝364.9[M+Na]⁺。

图3为基于纸质靶片的样品的质谱分析方法用于小分子样品(实施例5)的LDIF MS图。(A)麦芽糖(maltose):m/z＝364.9[M+Na]⁺、(B)棉子糖(raffinose):m/z＝527.0[M+Na]⁺、(C)海藻糖(trechalose):m/z＝364.9[M+Na]⁺、(D)卡马西平(carbamazepine):m/z＝258.8[M+Na]⁺、(E)亚油酸(linoleic acid):m/z＝303.8[M+Na]⁺、(F)亚麻酸(linolenicacid):m/z＝301.4[M+Na]⁺和(G)棕榈酸(palmitic acid):m/z＝279.5[M+Na]⁺。

图4为基于纸质靶片的样品的质谱分析方法用于分析肽段(实施例6)的LDIF MS图。(A)GVIAHGAILR:m/z＝1007.7[M+H]⁺、(B)ALLMAGVAHDLR:m/z＝1268.1[M+H]⁺、(C)ALRSIYSDR:m/z＝1123.6[M+H]⁺、(D)FEKLFTQIYYSDK:m/z＝1681.7[M+H]⁺、(E)LPKQLAVISPEK:m/z＝1322.7[M+H]⁺和(F)SHKQIYYSDK:m/z＝1268.5[M+H]⁺。

具体实施方式

本发明方法的最大特征在于：利用纸片的承载力以及基质的强的紫外光吸收特性，提高了样品的离子化速度及离子化效率，实现样品的质谱分析。下面通过实例介绍具体实施方式。

实施例1

基于纸片的质谱分析方法：

1、配置1.0mg/mL的金纳米簇材料的水溶液，为基质液；

2、将上述体系常温下超声1-2min使其形成均匀的溶液体系；

3、配置1.0mg/mL的乳糖样品水溶液，为样品液

4、将样品液以滴加的方式滴加到滤纸的纸质靶片上，待溶液干燥；

5、将基质液以滴加的方式滴加到步骤4)得到的带有乳糖样品的纸质靶片上，使基质液与样品的体积比为1:1，使待溶液干燥；

6、将干燥的纸质靶片进行LDI MS检测。

所有的LDI MS分析都在AB Sciex 5800飞行时间质谱仪上完成。

分析结果：由图2A可见，乳糖可以地被LDI MS检测到，其信号强度达到10⁴左右，该结果与常规金属靶片的结果相当。以上结果说明该样品的质谱分析方法能用于小分子样品的质谱检测。

实施例2

基于纸片的质谱分析方法：

1、配置0.5mg/mL的金纳米簇材料的水溶液，为基质液；

2、将上述体系常温下超声1-2min使其形成均匀的溶液体系；

3、配置1.0mg/mL的乳糖样品溶液，为样品液

6、将干燥的纸质靶片进行LDI MS检测。

所有的LDI MS分析都在AB Sciex 5800飞行时间质谱仪上完成。

分析结果：由图2B可见，乳糖可以被LDI MS检测到，其信号强度达到10⁴左右，该结果与常规金属靶片的结果相当。以上结果说明该质谱分析方法能很好地用于小分子样品的质谱检测。

实施例3

基于纸片的质谱分析方法：

1、配置1.0mg/mL的介孔碳的水溶液，为基质液；

2、将上述体系常温下超声1-2min使其形成均匀的溶液体系；

3、配置1.0mg/mL的乳糖样品溶液，为样品液

5、将基质液以滴加的方式滴加到步骤4)得到的带有乳糖样品的纸质靶片上，使基质液与样品的体积比为3:1，使待溶液干燥；

6、将干燥的纸质靶片进行LDI MS检测。

所有的LDI MS分析都在AB Sciex 5800飞行时间质谱仪上完成。

分析结果：由图2C可见，乳糖可以被LDI MS检测到，其信号强度达到10⁴左右，该结果与常规金属靶片的结果相当。以上结果说明该质谱分析方法能很好地用于小分子样品的质谱检测。

实施例4

基于纸片的质谱分析方法：

1、配置50mg/mL的金纳米颗粒的水溶液，为基质液；

2、将上述体系常温下超声1-2min使其形成均匀的溶液体系；

3、配置1.0mg/mL的乳糖样品溶液，为样品液

4、将样品液以滴加的方式滴加到打印纸的纸质靶片上，待溶液干燥；

5、将基质液以滴加的方式滴加到步骤4)得到的带有乳糖样品的纸质靶片上，使基质液与样品的体积比为0.5:1，使待溶液干燥；

6、将干燥的纸质靶片进行LDI MS检测。

所有的LDI MS分析都在AB Sciex 5800飞行时间质谱仪上完成。

分析结果：由图2D可见，乳糖糖可以被LDI MS检测到，其信号强度达到10⁴左右，该结果与常规金属靶片的结果相当。以上结果说明该质谱分析方法能很好地用于小分子样品的质谱检测。

实施例5

基于纸片的质谱分析方法：

1、配置2.5mg/mL的金纳米团簇的水溶液，为基质液；

2、将上述体系常温下超声1-2min使其形成均匀的溶液；

3、配置麦芽糖(maltose)、棉子糖(raffinose)、海藻糖(trechalose)、卡马西平(carbamazepine)、亚油酸(linoleic acid)、亚麻酸(linolenic acid)和棕榈酸(palmiticacid)水溶液，浓度分别为3.423mg/mL、5.044mg/mL、3.384mg/mL、2.363mg/mL、2.805mg/mL、2.784mg/mL和2.564mg/mL，为样品液

6、将干燥的纸质靶片进行LDI MS检测。

所有的LDI MS分析都在AB Sciex 5800飞行时间质谱仪上完成。

分析结果：由图4可见，其中各种分子均可以被LDI MS检测到，并且均表现出高的质谱信号强度与信噪比。以上结果说明该基于纸质靶片的质谱分析方法能很好地用于小分子样品的质谱检测。

实施例6

基于纸片的质谱分析方法：

1、配置25.0mg/mL的2，5-二羟基苯甲酸的溶液，为基质液；

2、将上述体系常温下超声1-2min使其形成均匀的溶液；

3、配置肽段GVIAHGAILR、ALLMAGVAHDLR、ALRSIYSDR、FEKLFTQIYYSDK、LPKQLAVISPEK和SHKQIYYSDK的水溶液，浓度均为5.0mg/mL，为样品液

6、将干燥的纸质靶片进行LDI MS检测。

所有的LDI MS分析都在AB Sciex 5800飞行时间质谱仪上完成。

分析结果：由图3可见，其中肽段可以地被LDI MS检测到，其质谱信号强度与信噪比均与常规金属靶片相当。以上结果说明该基于纸质靶片的质谱分析方法能很好地用于肽段样品的质谱检测。

Claims

1.一种基于纸质靶片的质谱检测方法，其特征在于：样品溶液直接滴加在纸质靶片上，待干燥后将有机或无机基质中一种或二种以上的溶液滴加到纸片上样品滴加位置，干燥后，最后利用激光解吸离子化-质谱(LDI-MS)对样品进行质谱检测。

2.根据权利要求1所述的基于纸质靶片的质谱检测方法，其特征在于：

所述的纸质靶片是滤纸、打印纸等纸类中的一种，并裁剪成所需尺寸。

3.根据权利要求1所述的基于纸质靶片的质谱检测方法，其特征在于：

所述有机基质为2，5-二羟基苯甲酸、α-氰基-4羟基肉桂酸、介子酸中的一种或二种以上；无机基质为无机固体基质中金纳米团簇和金纳米颗粒、石墨烯和碳量子点、介孔硅和硅纳米线、氮化硼(BN)、有机金属框架化合物中的一种或二种以上。

4.根据权利要求1所述的基于纸质靶片的质谱检测方法，其特征在于：

可检测的样品为等生物样品、药物、环境污染物或农药，生物样品为葡萄糖、乳糖、半乳糖、油酸、亚油酸或肽段。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于纸质靶片的质谱检测方法，其特征在于：

1)配置浓度为5-50mg/mL的基质溶液，为基质液；

2)将上述体系常温下超声1-2min使其形成均匀的溶液体系；

3)配置0.5-5.0mg/mL的样品溶液，为样品液

4)将样品液以滴加的方式滴加到纸质靶片上，待溶液干燥；

5)将基质液以滴加的方式滴加到步骤4)得到的带有样品的干燥的纸质靶片上，基质液与样品液的体积比为0.3-3:1；

6)将干燥的纸质靶片进行LDI-MS检测。