CN111458399A - 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 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了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,具体涉及其在血清低分子量物质检测中的应用。本发明利用钯金合金核壳微纳颗粒作为基质材料,血清样本无需经过任何富集或分离等预处理步骤,并且每份样本取样极少,就可高效、快速的检测分析血清中的低分子量物质。这种检测方法准确率高、成本低、检测通量高,满足了临床血清检测的需求,有应用于临床的潜力。
Description
技术领域
本发明涉及低分子量物质质谱检测技术领域,尤其涉及一种基于钯金核壳微纳材料的血清低分子量物质或代谢物质谱检测方法和应用。
背景技术
诊断是筛查癌症的关键,可以指导临床治疗。值得注意的是,与成像和活检方法相比,基于血液测试的诊断提供了理想的敏感性和特异性,成本低,而且无创。代谢分析作为一种新兴的精确医学工具,可以检测通路的最终产物。然而,由于病人标本中的样品复杂性和代谢物丰度低,代谢分析仍无法满足诊断应用。因此,构建新的代谢分析工具对于癌症筛查和治疗的临床应用具有迫切的需求。
质谱检测与传统的检测技术相比,具有高通量、高灵敏度、能够进行分子的鉴定以及结构分析。由于质谱检测的优良特性使其成为检测分析的一种优选手段。最常见的包括气相色谱-质谱联用仪、液相-色谱质谱联用仪以及基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪。气相色谱-质谱联用仪、液相-色谱质谱联用仪由于预处理步骤繁琐、耗时长,难以实现对血清进行低成本,大样本的分析检测并应用于到临床。相较于以上的两种质谱方式,基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪具有样品制备简单和分析效率高的特点,但是对基质有极高的要求。
因此,本领域的技术人员致力于开发一种基于基质辅助激光解析电离质谱的分子检测应用技术。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是如何开发一种新型基质材料,并将其应用于基质辅助激光解析电离飞行时间质谱对血清小分子的检测中。
为实现上述目的,本发明一方面提供了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,包括以下步骤:步骤1:仪器与试剂的准备:基质辅助激光解析电离飞行时间质谱,采用反射模式,正离子检测;
步骤2:制备钯金合金核壳微纳颗粒基质;
步骤3:样品经稀释处理后,在质谱靶板上进行样品制备,室温下干燥;
步骤4:对样品中的小分子进行质谱检测;
步骤5:对质谱检测结果进行分析,得出结论。
进一步地,小分子的分子量范围为小于1000Da。
进一步地,小分子包括糖类,氨基酸等。
进一步地,样品为血清样品。
进一步地,血清样品的稀释倍数为10倍。
进一步地,步骤2)的具体步骤为:
步骤2.1:将柠檬酸钠,氯化铁,和乙酸钠依次加入乙二醇的溶液中超声分散,混合溶液转移到特氟龙高压反应釜中,在100-300摄氏度下反应8小时,产物用乙醇和去离子水反复冲洗,最后在60摄氏度下干燥以备使用;
步骤2.2:将步骤2.1的所述产物散在溶液中,依次加入氨水和硅酸乙酯,机械搅拌3小时,产物用乙醇和去离子水反复冲洗,最后在60摄氏度下干燥以备使用;
步骤2.3:将步骤2.2中的所述产物分散在水中,加入氯钯酸溶液和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP),在30-90摄氏度反应1-5小时,随后加入硼氢化钠,维持70摄氏度反应3小时,产物用乙醇和去离子水反复冲洗,最后在60摄氏度下干燥以备使用;
步骤2.4:将步骤2.3中的所述产物分散在去离子水中,加入氯金酸,在80摄氏度反应2小时,氢氧化钠溶液调节pH至11,随后加入抗坏血酸,维持80摄氏度反应3小时,产物用乙醇和去离子水反复冲洗,最后在60摄氏度下干燥以备使用,获得所述钯金合金核壳微纳颗粒;
步骤2.5:将步骤2.4中获得的所述钯金合金核壳微纳颗粒分散在去离子水中,作为基质使用。
优选地,步骤2.1中,特氟龙高压反应釜中,在200摄氏度下反应8小时。
进一步地,步骤2.2中,将步骤2.1的产物散在去离子水和乙醇的混合溶液中。优选地,步骤2.3中,在加入氯钯酸溶液和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP),在70摄氏度反应1小时,随后加入硼氢化钠,维持30-90摄氏度反应3小时,产物反复冲洗,最后干燥以备使用;
进一步地,钯金合金核壳微纳颗粒为球形材料。
进一步地,钯金合金核壳微纳颗粒直径为380~420纳米。
进一步地,钯金合金核壳微纳颗粒直径为400纳米。
另一方面本申请提供了一种利用质谱检测血清小分子代谢物的方法在制备血清样本的小分子检测试剂中的应用。
再一方面本申请提供了一种利用质谱检测血清小分子代谢物的方法在制备脑肿瘤筛查,标志物筛选和后续治疗过程中的疗效追踪监测的检测试剂中的应用。
表征方法
采用NERCN-TC-006场发射扫描电子显微镜获取透射电镜结果,NERCN-TC-010-1场发射透射电子显微镜获取透射电镜结果。
技术效果
钯金合金核壳微纳颗粒制备成本低,合成步骤简单。将该微纳颗粒作为质谱中的基质材料,可以解决传统有机基质存在的问题,例如小分子区段的背景干扰和热点效应。本发明中,血清样本无需经过任何富集或分离等预处理步骤,并且每份样本仅需0.1微升血清,稀释10倍,就可高效、快速的检测分析血清中的小分子代谢物。这种检测方法准确率高、成本低、检测通量高,满足了临床血清检测的需求,有应用于临床的潜力。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是具体实施例3中基质辅助激光解析电离飞行时间质谱检测尿血清小分子量端的质谱图;
图2是本发明的一个较佳实施例中制备得到的钯金合金核壳微纳颗粒的SEM表征图片;
图3是本发明的一个较佳实施例中制备得到的钯金合金核壳微纳颗粒的TEM表征图片;
图4是具体实施例1中基质辅助激光解析电离飞行时间质谱检测葡萄糖标准分子的质谱图;
图5是具体实施例2中基质辅助激光解析电离飞行时间质谱检测赖氨酸标准分子的质谱图;
图6是具体实施例4中基质辅助激光解析电离飞行时间质谱检测不同血清样本的小分子的鉴别诊断示意图;
图7是具体实施例4中基质辅助激光解析电离飞行时间质谱检测不同血清样本的小分子的放疗监测示意图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例,使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现,本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
利用质谱检测血清小分子代谢物的方法,包括以下步骤:步骤1:仪器与试剂的准备:基质辅助激光解析电离飞行时间质谱,采用反射模式,正离子检测;步骤2:制备钯金合金核壳微纳颗粒基质;步骤3:对血清样品进行比例稀释;步骤4:在质谱靶板上进行样品制备,室温下干燥;步骤5:对血清样品中的小分子进行检测;步骤6:对质谱检测结果进行分析,得出结论。
其中,血清样品的稀释倍数为10倍。
步骤2)的具体步骤为:
步骤2.1:将柠檬酸钠,氯化铁,和乙酸钠依次加入乙二醇的溶液中超声分散,混合溶液转移到特氟龙高压反应釜中,在200摄氏度下反应8小时,产物用乙醇和去离子水反复冲洗,最后在60摄氏度下干燥以备使用;
步骤2.2:将步骤2.1的所述产物散在去离子水和乙醇的混合溶液中,依次加入氨水和硅酸乙酯,机械搅拌3小时,产物用乙醇和去离子水反复冲洗,最后在60摄氏度下干燥以备使用;
步骤2.3:将步骤2.2中的所述产物分散在水中,加入氯钯酸溶液和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP),在70摄氏度反应1小时,随后加入硼氢化钠,维持70摄氏度反应3小时,产物用乙醇和去离子水反复冲洗,最后在60摄氏度下干燥以备使用;
步骤2.4:将步骤2.3中的所述产物分散在去离子水中,加入氯金酸,在80摄氏度反应2小时,氢氧化钠溶液调节pH至11,随后加入抗坏血酸,维持80摄氏度反应3小时,产物用乙醇和去离子水反复冲洗,最后在60摄氏度下干燥以备使用,获得所述钯金合金核壳微纳颗粒;
步骤2.5:将步骤2.4中获得的所述钯金合金核壳微纳颗粒分散在去离子水中,作为基质使用。
供检测的小分子的分子量范围为小于1000Da。
供检测的小分子包括糖类,氨基酸。
制备得到的钯金合金核壳微纳颗粒为球形材料,颗粒直径为380~420纳米。
表征方法:采用NERCN-TC-006场发射扫描电子显微镜获取透射电镜结果,NERCN-TC-010-1场发射透射电子显微镜获取透射电镜结果。
表征结果:所制备的钯金合金核壳微纳颗粒直径集中在400纳米左右的球形材料,从扫描电镜结果(图2)中可以看到合成的材料大小均匀,表面粗糙。通过透射电镜结果(图3)中可以看到合成的颗粒尺寸均匀,与图2中的结果一致。
实施例1:葡萄糖标准品的检测
(1)仪器与试剂的准备:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪,采用反射模式,正离子检测;所制备的微纳颗粒;配置好的葡萄糖标准溶液;
(2)在质谱靶板上进行样本制备,室温下干燥;
(3)在质谱仪下进行检测,并对质谱图像进行分析,检验结果如图4所示。
实施例2:赖氨酸标准品的检测
(1)仪器与试剂的准备:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪,采用反射模式,正离子检测;所制备的微纳颗粒;配置好的赖氨酸标准溶液;
(2)在质谱靶板上进行样本制备,室温下干燥;
(3)在质谱仪下进行检测,并对质谱图像进行分析,检验结果如图5所示。
实施例3:血清样本小分子的检测
(1)仪器与试剂的准备:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪,采用反射模式,正离子检测;所制备的钯金合金核壳微纳颗粒;
(2)取0.1微升血清,稀释10倍制备血清样本;
(3)在质谱靶板上进行样本制备,室温下干燥;
(4)在质谱仪下进行检测,并对质谱图像进行分析,检验结果如图1所示。
实施例4:诊断髓母细胞瘤以及放疗监测
(1)仪器与试剂的准备:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪,采用反射模式,正离子检测;所制备的微纳颗粒;
(2)取0.1微升血清,稀释10倍制备血清样本;
(3)在质谱靶板上进行样本制备,室温下干燥;
(4)在质谱仪下进行检测,收集质谱数据;
(5)对质谱数据进行预处理,并进行多因素分析,其中鉴别诊断示意图如图6所示,放疗监测示意图如图7所示。
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 (10)
1.一种基于钯金核壳微纳材料的低分子量物质质谱检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:仪器与试剂的准备:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱,采用反射模式,正离子检测;
步骤2:制备钯金合金核壳微纳颗粒基质;
步骤3:样品经稀释处理后,在质谱靶板上进行所述样品制备,室温下干燥;
步骤4:对所述样品中的小分子进行质谱检测;
步骤5:对质谱检测结果进行分析,得出结论。
2.如权利要求1所述的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,其特征在于,所述小分子的分子量范围为小于1000Da。
3.如权利要求1所述的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,其特征在于,所述小分子包括糖类,氨基酸。
4.如权利要求1所述的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,其特征在于,所述样品为血清样品。
5.如权利要求1所述的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,其特征在于,所述血清样品的稀释倍数为10倍。
6.如权利要求1所述的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,其特征在于,所述步骤2)的具体步骤为:
步骤2.1:将柠檬酸钠,氯化铁,和乙酸钠依次加入乙二醇的溶液中超声分散,混合溶液转移到特氟龙高压反应釜中,在100-300摄氏度下反应3-20小时,产物用乙醇和去离子水反复冲洗,最后干燥以备使用;
步骤2.2:将步骤2.1的所述产物散在溶剂中,依次加入氨水和硅酸乙酯,机械搅拌3小时,产物用清洗液反复冲洗,最后干燥以备使用;
步骤2.3:将步骤2.2中的所述产物分散在水中,加入氯钯酸溶液和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP),在30-90摄氏度反应1-5小时,随后加入硼氢化钠,维持30-90摄氏度反应3小时,产物反复冲洗,最后干燥以备使用;
步骤2.4:将步骤2.3中的所述产物分散在去离子水中,加入氯金酸,在80摄氏度反应2小时,氢氧化钠溶液调节pH至11,随后加入抗坏血酸,维持80摄氏度反应3小时,产物用乙醇和去离子水反复冲洗,最后在60摄氏度下干燥以备使用,获得所述钯金合金核壳微纳颗粒;
步骤2.5:将步骤2.4中获得的所述钯金合金核壳微纳颗粒分散在去离子水中,作为基质使用。
7.如权利要求6所述的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法,其特征在于,所述钯金合金核壳微纳颗粒为球形,直径为380~420纳米。
8.如权利要求6所述的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,其特征在于,所述钯金合金核壳微纳颗粒直径为400纳米。
9.如权利要求1-8所述的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在制备所述血清样本的所述小分子检测试剂中的应用。
10.如权利要求1-8所述的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在制备脑肿瘤筛查,标志物筛选和后续治疗过程中的疗效追踪监测的检测试剂中的应用。
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