KR20190107779A

KR20190107779A - 그래핀을 이용한 maldi 질량 분석 플레이트 및 이를 이용하는 질량 분석 방법

Info

Publication number: KR20190107779A
Application number: KR1020180028931A
Authority: KR
Inventors: 한상윤; 최윤경
Original assignee: 가천대학교 산학협력단
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2019-09-23
Also published as: KR102062447B1

Abstract

본 발명은 그래핀을 질량분석 플레이트의 표면에 적용하여 사용하면 매트릭스-시료 혼합물로 이루어진 MALDI 시료 스폿의 결정 균일도를 높임에 따라 보다 재현성이 높은 MALDI 질량 분석을 가능하게 하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법은 그래핀층으로 타겟 플레이트를 형성하고, 그래핀 층 위에 매트리스-시료 혼합물 액적을 떨어뜨려 건조 후 레이저를 조사하여 질량을 측정한다. 본 발명의 그래핀 타겟 플레이트는 매트릭스-시료 용액의 액적(DROP)이 건조되는 동안 과량으로 존재하는 매트릭스와 상호 작용을 하여 액적의 자발적인 균질한 결정화를 유도할 수 있다. 따라서, 본 발명의 타켓 플레이트를 사용하면 미세 결정들이 균질하게 타겟 플레이트 상에 생성되므로, 스윗 스폿 이슈(레이저 조사 위치에 따라 여기되는 시료의 양이 달라지므로 질량 측정의 재현성이 떨어지는 문제)를 크게 줄일 수 있다.
본 발명은 플레이트를 대면적 합성이 용이한 그래핀으로 대체한다는 점에서 구조나 제조방법이 간단하고, 종래 유기 매트릭스(CHCA, DHB, SA 등)를 그대로 사용할 수 있다는 점에서 다양한 시료에 적용이 가능하다.

Description

그래핀을 이용한 MALDI 질량 분석 플레이트 및 이를 이용하는 질량 분석 방법{Target surfaces for MALDI mass spectrometry using Graphene films and Mass analysis method using the same}

본 발명은 그래핀을 이용한 MALDI 질량 분석 플레이트 및 이를 이용하는 질량 분석 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 그래핀을 질량분석 플레이트의 표면에 적용하여 사용하면 매트릭스-시료 혼합물로 이루어진 MALDI 시료 스폿의 결정 균일도를 높임에 따라 보다 재현성이 높은 MALDI 질량 분석을 가능하게 하는 방법에 관한 것이다.

MALDI(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization)은 유기물, 바이오물질, 폴리머 등을 분석하는데 널리 사용되고 있는 질량분석법으로서, 분자량이 비교적 큰 시료와 매트릭스를 혼합하여 결정을 만든 후, 레이저 조사를 통해 질량분석 하는 방법이다.

상세하게는, 시료와 매트릭스(예를 들면, CHCA(a-cyano-4-hydroxycinnamic acid), DHB(2,5-dihydroxybenzoic acid), SA (sinapic acid))를 혼합하여 결정을 만든 후, 순간적으로 상기 결정에 강한 펄스형의 UV 레이저를 조사함으로써 상기 결정으로부터 탈착 이온화를 유도하고 기체상태의 이온으로 방출시켜 질량분석기로 분자량을 측정하거나 구조를 분석하는 방법이다.

이 방법은 기체이온으로 만들기 어려운 고분자 생화학 물질 (단백질, 펩타이드, DNA 등)의 이온화뿐만 아니라, 분자량이 큰 합성고분자 물질에 대하여서도 깨어짐 없이 기체 상태의 이온으로 생성시키며, 또한, 감도가 좋아 미량의 시료(펨토몰에서 피코몰 수준)에서도 분석이 가능한 장점을 지니고 있다. 그러나, 조사된 레이저 에너지가 결정화된 매트릭스를 통해 시료로 전달되어 이온화되므로, 시료의 종류에 따라 적합한 매트릭스의 선정 및 최적의 결정화가 실험결과에 매우 중요한 영향을 미치게 된다.

또한, 시료와 매트릭스를 혼합한 결정은 균질하지 않기 때문에 분석 위치에 따라 다른 세기의 이온 신호가 나타나므로, 분석에 필요한 적절한 세기의 이온 신호를 얻기 위해서는 스위트 스팟(sweet spot)을 찾는 노력이 필요하며, 이로 인해 재현성과 신뢰도 높은 측정 결과를 얻기 힘든 문제점이 있다.

또한, 저 분자량 영역(1000Da)의 합성 고분자 시료 분석의 경우 함께 사용하는 매트릭스의 피크들에 의한 간섭으로 분석시료의 질량 측정의 정밀도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 피하기 위해, 다양한 방법의 매트릭스 적용법이 사용되고 있다. 예를 들면, 진공에서 매트릭스-시료 용액의 빠른 건조, 매트릭스 용액에서 빠른 증발이 되는 유기 용매를 사용하여 박층의 매트릭스(a-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA)) 제조, 타겟 플레이트 상에 매트릭스(2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB), CHCA)의 승화(sublimation)를 이용한 매트릭스 층의 증착, 그리고 타겟 표면에 매트릭스 용액을 스프레이 하는 법을 포함한다. 이들 방법들은 종래 MADLI법에 비해 미세하고 편평한 매트릭스 결정층을 제공하고 있으나 진공 조건 하에서 공정을 수행하여야 하는 등 특수한 추가 공정이 요구되고, 또 특정 매트릭스에만 적용할 수 있다는 문제점이 여전히 제기되었다.

한편, 최근에 MALDI 문제점을 해결하기 위해 매트릭스를 사용하는 대신에 금속 혹은 금속산화물, 반도체 물질 등의 나노선을 이용한 질량분석법이 한국 등록특허 10-0534204호에서 제시된 바 있다. 상기 등록특허는 나노선을 이용함으로서 시료결정의 중심을 레이저 조사점에 쉽게 일치시킬 수 있고, 또한, 특정 밴드갭을 갖는 나노선을 제조할 수 있으므로 다양한 시료에 적용이 가능하다는 장점이 있다. 다만, 상기 한국 등록 특허는 특정 크기(장경비)의 나노선을 제조하는 공정이 복잡하고, 특정 시료에 적합한 (밴드갭을 가지는) 금속을 이용하여 나노선을 각각 제조하여야 한다는 어려움이 여전히 제기되었다.

본 발명은 타겟 플레이트 상에 시편이 균질하고 미세한 결정으로 형성될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 질량 측정 방법이 간단하고, 다양한 시료에 적용이 용이한 질량 측정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 분석시료의 질량 측정 재현성과 정량성을 높인 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 양상은

베이스 플레이트 및 상기 베이스 플레이트 상에 형성된 그래핀층을 포함하는 MALDI 질량 분석 플레이트에 관련된다.

본 발명은 베이스 플레이트를 준비하는 단계 및 상기 베이스 플레이트 상에 그래핀층을 형성하는 단계를 포함하는 MALDI 질량 분석 플레이트 제조방법에 관련된다.

본 발명은 매트릭스와 분석시료를 혼합하여 분석시편을 제조하는 단계, 상기 분석 시편을 그래핀 질량 분석 플레이트에 로딩하는 단계, 로딩된 분석시료를 상온에서 건조하는 단계, 분석시편을 레이저로 조사하여 시료를 탈착 및 이온화하는 단계, 이온화된 시료의 질량을 분석하는 단계를 포함하는 MALDI 질량 분석 방법에 관련된다.

본 발명의 방법은 그래핀층으로 타겟 플레이트를 형성하고, 그래핀 층 위에 매트리스-시료 혼합물 액적을 떨어뜨려 건조 후 레이저를 조사하여 질량을 측정한다. 본 발명의 그래핀 타겟 플레이트는 매트릭스-시료 용액의 액적(DROP)이 건조되는 동안 과량으로 존재하는 매트릭스와 상호 작용을 하여 액적의 자발적인 균질한 결정화를 유도할 수 있다. 따라서, 본 발명의 타켓 플레이트를 사용하면 미세 결정들이 균질하게 타겟 플레이트 상에 생성되므로, 스윗 스폿 이슈(레이저 조사 위치에 따라 여기되는 시료의 양이 달라지므로 질량 측정의 재현성이 떨어지는 문제)를 크게 줄일 수 있다.

본 발명은 플레이트를 대면적 합성이 용이한 그래핀으로 대체한다는 점에서 구조나 제조방법이 간단하고, 종래 유기 매트릭스(CHCA, DHB, SA 등)를 그대로 사용할 수 있다는 점에서 다양한 시료에 적용이 가능하다.

도 1은 본 발명의 타겟 플레이트의 단면을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 MALDI 질량 분석 시스템의 개요도이다.
도 3a는 비교예 1의 광학 이미지이고, 3c는 실시예 1의 광학 이미지이다.
도 4a, 4c는 비교예 1의 검정선이고, 도 4b와 4d는 실시예 1의 검정선이다.
도 5a는 비교예 2의 광학 이미지이고, 5c는 실시예 1의 광학 이미지이다.
도 6a는 비교예 2의 검정선이고, 도 6b와 6c는 실시예 2의 검정선이다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 태양을 도면을 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 범위는 하기 실시 태양에 대한 설명 또는 도면에 제한되지 아니한다. 즉, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 타겟 플레이트의 단면을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 MALDI 질량 분석 시스템의 개요도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 MALDI(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization) 질량 분석 타겟 플레이트는 베이스 플레이트(11) 및 그래핀층(12)을 포함한다. 상기 타겟 플레이트(10) 위에 매트릭스(2)-분석시료(1) 혼합물(A)이 로딩된다.

또한, 본 발명의 MALDI(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization) 질량 분석타겟 플레이트 제조방법은 베이스 플레이트를 준비하는 단계 및 상기 베이스 플레이트 상에 그래핀층을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 베이스 플레이트(10)는 상기 그래핀층을 지지하거나 그래핀층이 성장할 수 있는 기판일 수 있다.

상기 베이스 플레이트(10)는 구리 기판, 니켈 기판, SiO2 기판, 스테인레스 스틸 (SUS) 등일 수 있다.

상기 그래핀은 공지된 방법으로 상기 베이스 플레이트 상에 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 화학적 물리적 박리 방법으로 제조된 그래핀을 상기 베이스 플레이트 상에 옮겨(전사, transfer) 부착할 수 있다. 또한, 본 발명은 구리나 니켈 호일 표면에 성장시킨 그래핀을 상기 베이스 플레이트에 호일 채로 붙여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 베이스 플레이트 상에 그래핀을 화학기상 증착법 또는 에피택셜 성장법 등의 방법으로 형성시킬 수 있다.

화학적 방법으로 흑연으로부터 (산화)그래핀을 제조하는 방법은 강산과 산화제를 이용하여 산화흑연(Graphite Oxide)의 제조를 통한 박리를 유도한 후, 환원(Reduction)시켜 얻을 수 있다.

화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition)은 고온에서 Ni, Cu, Pt 등과 같이 탄소에 쉽게 흡착되는 금속을 SiO2 기판 위에 촉매층으로 증착하고, 메탄, 수소 등이 존재하는 혼합가스 분위기와 1,000℃ 이상의 고온조건에서 탄소가 촉매층과 반응한 후, 냉각을 시키면 촉매층에 녹았던 탄소원자들이 표면에서 결정화 되어 그래핀을 형성할 수 있다. 또는 Ni, Cu 등의 호일에 화학기상증착법을 사용하여 대면적 그래핀을 직접 성장시킬 수 있다.

일예로서, 상기 그래핀층을 형성하는 단계는 베이스 플레이트 위에 니켈 등 촉매층을 형성하는 단계, 촉매층 상에 그래핀을 기상 증착하는 단계, 촉매층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

에피택셜 성장법은 실리콘 카바이드(SiC) 등의 탄소가 결정 구조에 흡착, 포함되어 있는 재료를 1,500℃의 고온에서 열처리하면 실리콘이 증발되고, SiC중의 탄소가 결정 표면을 따라 그래핀을 형성할 수 있다.

본 발명의 MALDI 질량 분석 방법은 분석시편을 제조하는 단계, 시편을 상기 그래핀 플레이트에 로딩하는 단계, 로딩된 분석시료를 상온에서 건조하는 단계, 분석시편을 레이저로 조사하여 시료를 탈착 및 이온화하는 단계 및 이온화된 시료의 질량을 분석하는 단계를 포함한다.

분석시편(A)은 매트릭스(2)와 분석시료(1)를 용매에 혼합하여 제조할 수 있다. 본 발명은 공지된 유기 매트릭스를 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 매트릭스로는 CHCA(α-cyano-4-hydroxycinnamic acid), DHB(2,5-dihydroxybenzoic acid), SA(sinapic acid), 4-하이드록시-3-메톡시시나민산(4-hydroxy-3-methoxycinnamic acid), 피콜린산(picolinic acid), 3-하이드록시피콜린산(3-hydroxy picolinic acid), 2,6-디하이드록시아세토페논(2,6-dihydroxyacetophenone), 1,5-디아미노나프탈렌(1,5-diaminonapthalene), 2,4,6-트리하이드록시아세토페논 (2,4,6-trihydroxyacetophenone), 2-(4'-하이드록시벤젠아조) 벤조산(2-(4'-hydroxybenzeneazo) benzoic acid), 2-머캡토벤조티아졸(2-mercaptobenzothiazole), 클로로-시아노신남산(chloro-cyanocinnamic acid) 또는 플루오로-시아노신남산(fluoro-cyanocinnamic acid) 등과 이들의 혼합물일 수 있다.

본 발명에 사용가능한 분석시료에 대해서 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 상기 용매로는 물, 아세토니트릴, 메탄올, 에탄올, 또는 이들을 혼합한 용매를 사용할 수 있다. 또한, 이온화 효과를 증진하기 위한 첨가물로서 트리플루오르아세트산, 아세트산, NaCl, NaNO3 등을 포함할 수 있다.

분석시편 제조단계는 매트릭스의 함량을 분석시료에 비해 과량으로 첨가할 수 있다. 예를 들면, 매트릭스와 시료의 몰수는 천 대 일에서 백만 대 일 정도일 수 있다.

상기 로딩하는 단계는 분석시편 혼합물을 그래핀 플레이트에 액적 형태로 떨어뜨리는 단계이다.

상기 건조 단계는 로딩된 분석시료를 상온에서 건조하는 단계이다. 상기 건조 단계를 통해 용매가 제거되어 매트릭스-시료 결정층이 형성된다. 또한 진공 데시케이터 등의 장비를 이용하여 용매 제거 및 결정화 속도를 조절하여 결정의 균일도 등을 더 세밀하게 조절할 수 있다.

그래핀 플레이트는 매트릭스-시료 혼합 용액의 액적(DROP)이 건조되는 동안 그래핀 분자 표면과 과량으로 함유되어 있는 유기 매트릭스 분자 사이의 분자간 인력(π-π 상호 작용(interaction)을 포함)으로 매트릭스-시료 결정의 균일한 생성를 유도할 수 있다.

도 3은 SUS 타겟 플레이트와 그래핀 타겟 플레이트 상에 매트릭스-시료 혼합액적을 각각 로딩 및 건조한 후 광학 이미지(a,c)와 공간 분포(b,d)를 질량이미징한 것이다.

좀 더 자세하게, 도 3a는 SUS 타겟 플레이트 위에 CHCA 매트릭스 및 펩타이드를 포함하는 분석시료 용액 1㎕를 로딩하여 건조한 분석시편(spot 형태로 로딩함)의 광학 이미지이고, 3c는 같은 용액을 그래핀 필름 상에 로딩하여 건조한 분석시편의 광학 이미지이다. 도 3a를 참고하면, 매트릭스-시료 결정들이 소정 거리를 두고 인접하여 불균일한 크기로 불규칙하게 산재된 것을 확인할 수 있다. 특히, 도 3a는 매트릭스-시료 결정들이 시각적으로 명확하게 구분되어 존재함을 확인할 수 있다. 또한, 3a는 매트릭스-시료 결정들의 테두리(rim)를 명확하게 확인할 수 있다. 반면, 도 3c에서는 매트릭스-시료 결정들이 시각적으로 구분될 수 없을 정도로 밀도있게(dense)( 인접하게) 위치하고 있으며, 균일하게 분포되어 있음을 볼 수 있다. 도 3c에서는 결정들의 테두리를 확인할 수 없다. 즉, 동일한 양의 매트릭스-시료 혼합 액적을 동일한 조건에서 점적하였음에도 불구하고 도 3c에서는 결정 크기가 미세하고 균일하게 형성됨에 따라 3a에 비해 매트릭스-시료 결정과 결정들 사이에 공간없이 서로 밀접하게(즉, 밀도있게) 결정들이 위치하고 있음을 보여준다.

도 3b는 SUS 타겟 플레이트 위에 로딩되어 건조된 분석시편 중 시료(펩티트)의 공간적 분포를 보여주는 질량이미지이고, 3d는 그래핀 타겟 플레이트 위에 로딩되어 건조된 분석시편 중 펩티드의 공간적 분포를 보여주는 질량이미지이다.

도3b를 참고하면, SUS 타겟 플레이트 상의 로딩된 샘플 스폿에서 펩티드 이온의 생성은 포지션(위치)(매트릭스-시료 결정들의 산재 특성을 반영하고 있음)에 의존한다는 점이다. 이것은 1a의 광학 이미지와 일치한다. 그러나 그래핀상의 1d는 MALDI 이온 발생이 전체 샘플 스폿에 걸쳐 일어나며, 1b에 비해 훨씬 더 균일하다. 이것은 스윗 스폿을 크게 감소시킬 수 있다.

본 발명의 탈착 이온화 및 질량 분석을 공지된 질량분석장치를 사용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 UV 레이저(발광 파장 349 nm)가 부착된 MALDI 질량 분석기(Matrix-Assisted Laser Desorption /Ionization mass spectrometer, ASTA사 모델 IDSys RT MALDI-TOF 질량분석기)를 이용하여 시료의 탈착 이온화 및 질량분석을 수행할 수 있다.

상기 질량 분석 물질의 분자량에 대해 특별한 제한이 있는 것은 아니다.

다른 양상에서, MALDI 질량 분석 시스템에 관련된다. 도 2를 참고하면, 본 발명의 질량분석 시스템은 그래핀 타겟 플레이트(10), 레이저 조사부(20), 센서(detector, 30) 및 제어부(40)를 포함하는 MALDI 질량 분석 시스템에 관련된다.

상기 레이저 조사부(20), 센서(30) 및 제어부(40)는 공지된 질량분석장치장치로 대체할 수 있다. 상기 센서(30)는 이온의 신호 세기를 측정한다.

상기 제어부(40)는 미리 알고 있는 시료의 몰 농도에 해당하는 이온 신호 세기로부터 선형 회귀분석을 통해 검정선(calibration curve)를 구할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 검정선과 측정된 이온 신호 세기로부터 시료의 농도를 구할 수 있다.

본 발명의 시스템은 기존의 SUS 타겟 플레이트에 비해 이온세기 대비 분석시료 농도 사이에 개선된 선형 상관관계를 보여준다.

이하, 본 발명을 첨부된 실시 예 및 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 그러나 첨부된 실시예는 본 발명의 구체적인 실시태양을 예시할 뿐, 본 발명의 권리범위를 이에 한정하려는 의도는 아니다.

실시예 1

구리 호일위에 화학증기증착법으로 생성된 대면적 그래핀 필름 (10 cm x 10 cm; ㈜ 엠씨케이테크)을 구입하여, 실험에 필요한 크기로 잘라 양면 테이프를 사용하여 MALDI 용 SUS 플레이트에 부착하여 실험을 수행하였다.

CHCA를 50% 아세토니트릴과 0.1% TFA(trifluoroacetic acid)에 용해하고, 최종 농도를 5mg/mL로 조절하였다. Substance P(monoisotopic mass = 1346.7 Da), renin (1759.9)과 ACTH 18-39 (2464.2)을 포함하는 표준 펩티드 수용액 혼합물을 제조하고, 1 ㎕-drop에 각각의 펩티드는 20pmol을 함유하도록 준비하였다. CHCA 용액과 표준 펩티드 용액을 동량으로 혼합하였다. 마이크로 피펫으로 1 ㎕-drop 용액을 위에서 제조한 그래핀층 위에 떨어뜨리고 상온에서 건조시켰다. 이어서 MALDI 질량 분석기(Matrix-Assisted Laser Desorption /Ionization mass spectrometer, ASTA사 모델 IDSys RT MALDI-TOF 질량분석기)로 질량분석을 수행하였다.

비교예 1

매트릭스와 시료는 실시예 1과 동일하게 제조하였다. 매트릭스-시료 혼합물을 SUS 플레이트에 떨어뜨리고 상온에서 건조하였다. 이어서 질량 분석을 하였다.

실시예 2

매트릭스로 DHB(20mg/mL)를 용매(아세토니트릴 : 20 mM NaCl = 8:2)에 용해시켰다. 분석시료는 혈청에서 추출한 glycan 용액을 사용하였다. DHB 용액과 glycan 용액을 동량으로 혼합하였다. 마이크로 피펫으로 1 ㎕-drop 용액을 실시예 1에서 위에서 제조한 그래핀층 위에 떨어뜨리고 상온에서 건조시켰다. 질량 분석기로 질량을 측정하였다.

비교예 2

매트릭스와 시료는 실시예 2와 동일하게 제조하였다. 매트릭스-시료 혼합물을 SUS 플레이트에 떨어뜨리고 상온에서 건조하였다. 이어서 질량 분석을 하였다.

장비 정보 및 실험 조건

ASTA사 모델 IDSys RT MALDI-TOF 질량분석기; 펄스형 Nd:YLF 레이저 (파장 349 nm), beam diameter 200 um; 레이저 펄스폭: ~5 나노초; 레이저 세기: 5 ~ 10 uJ; 최종 레이저샷 수: 300~600 shots 조건에서 진행되었다.

도 3a는 비교예 1의 광학 이미지이고, 3c는 실시예 1의 광학 이미지이다. 도 3a를 참고하면, 매트릭스-시료 결정들이 소정 거리를 두고 인접하여 산재된 것을 확인할 수 있다. 특히, 도 3a는 매트릭스-시료 결정들이 시각적으로 명확하게 구분되어 존재함을 확인할 수 있다. 3a는 매트릭스-시료 결정들의 테두리(rim)를 명확하게 확인할 수 있다. 반면, 도 3c에서는 매트릭스-시료 결정들이 시각적으로 구분될 수 없을 정도로 밀도있게(dense)(인접하게) 위치하고 있다. 3c에서는 결정들의 테두리를 확인할 수 없다.

도 3b는 비교예 1의 시편 중 펩티트의 공간적 분포를 보여주는 질량이미지이고, 3d는 실시예 1의 시편 중 펩티드의 공간적 분포를 보여주는 질량이미지이다.

도 4는 실시예 1에서 제조한 그래핀 플레이트와 비교예 1에서 제조한 SUS 플레이트에서 얻은 [glu¹]-fibrinopeptide B (GluFib B) 와 angiotensin II (Angio II) 펩타이드의 검정선이다. 도 4를 참고하면, 그래핀 플레이트가 SUS 플레이트 보다 우수한 검정선의 상관관계(R²)를 보여준다.

도 5a는 비교예 2의 광학 이미지이고, 5c는 실시예 2의 광학 이미지이다. 도 5a는 5c에 비해 매트릭스-시료 결정들이 시각적으로 명확하게 구분되어 존재함을 확인할 수 있다. 도 5c에서는 매트릭스-시료 결정들의 테두리가 시각적으로 거의 구분될 수 없을 정도로 밀도있게(dense)(인접하게) 위치하고 있다.

도 5b는 비교예 2의 시편 중 glycan의 공간적 분포를 보여주는 광학 이미지이고, 5d는 실시예 2의 시편 중 glycan의 공간적 분포를 보여주는 광학 이미지이다.

도 6a는 SUS 플레이트에서 얻은 lysophosphatidylcholine 18:0 에 대한 검정선이고, 도 6b는 그래핀 플레이트에서 얻은 lysophosphatidylcholine 18:0에 대한 검정선이다. 도 6을 참고하면, SUS플레이트에 비해 그래핀 플레이트의 검정선 상관관계(R²)가 우수함을 확인할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 구현 예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위가 이들로 제한되는 것은 아니다.

Claims

베이스 플레이트 ; 및
상기 베이스 플레이트 상에 형성된 그래핀층을 포함하는 MALDI 질량 분석 플레이트.
제 1항에 있어서, 상기 베이스 플레이트는 구리 기판, 니켈 기판, SiO2 기판 또는 스테인레스 스틸(SUS)인 것을 특징으로 하는 MALDI 질량 분석 플레이트.
제 1항에 있어서, 상기 그래핀층은 단일막인 것을 특징으로 하는 MALDI 질량 분석 플레이트.
베이스 플레이트를 준비하는 단계 ;
상기 베이스 플레이트 상에 그래핀층을 형성하는 단계를 포함하는 MALDI 질량 분석 플레이트 제조방법.
제 4항에 있어서, 상기 그래핀층을 형성하는 단계는 상기 베이스 플레이트 위에 촉매층을 형성하는 단계, 촉매층 상에 그래핀을 기상 증착하는 단계, 촉매층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MALDI 질량 분석 플레이트 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 방법은 구리 또는 니켈 호일 표면에 성장시킨 대면적 그래핀 필름을 상기 베이스 플레이트에 호일 채로 붙이거나, 전사하여 그래핀층을 형성하는 것을 특징으로 하는 MALDI 질량 분석 플레이트 제조방법.
매트릭스와 분석시료를 혼합하여 분석시편을 제조하는 단계 ;
상기 분석 시편을 상기 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 질량 분석 플레이트에 로딩하는 단계 ;
로딩된 분석시료를 상온에서 건조하는 단계 ;
분석시편을 레이저로 조사하여 시료를 탈착 및 이온화하는 단계 ;
이온화된 시료의 질량을 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MALDI 질량 분석 방법.
제 6항에 있어서, 상기 매트릭스로는 CHCA(α-cyano-4-hydroxycinnamic acid), DHB(2,5-dihydroxybenzoic acid), SA(sinapinic acid), 4-하이드록시-3-메톡시시나민산(4-hydroxy-3-methoxycinnamic acid), 피콜린산(picolinic acid), 3-하이드록시피콜린산(3-hydroxy picolinic acid), 2,6-디하이드록시아세토페논(2,6-dihydroxyacetophenone), 1,5-디아미노나프탈렌(1,5-diaminonapthalene), 2,4,6-트리하이드록시아세토페논 (2,4,6-trihydroxyacetophenone), 2-(4'-하이드록시벤젠아조) 벤조산(2-(4'-hydroxybenzeneazo) benzoic acid), 2-머캡토벤조티아졸(2-mercaptobenzothiazole), 클로로-시아노신남산(chloro-cyanocinnamic acid), 플루오로-시아노신남산(fluoro-cyanocinnamic acid)와 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 MALDI 질량 분석 방법.
베이스 플레이트 및 상기 베이스 플레이트 상에 형성된 그래핀층을 포함하는 타겟 플레이트 ;
상기 타겟 플레이트 상에 로딩되는 매트릭스-분석시료 결정에 레이저를 조사하여 분석시료를 탈착 이온화하는 레이저 조사부 ;
이온화된 분석 시료의 신호 세기를 검출하는 센서 ; 및
미리 알고 있는 분석시료의 몰 농도에 해당하는 이온 신호 세기로부터 선형 회귀분석을 통해 검정선(calibration curve)를 산출하고, 상기 검정선과 측정된 이온 신호 세기로부터 분석 시료의 몰농도를 산출하는 제어부를 포함하는 MALDI 질량 분석 시스템.