maldi-tof基質(zhì)輔助激光解析離子化-飛行時(shí)間質(zhì)譜綜述基質(zhì)輔助激光解析離子化用于飛行時(shí)間質(zhì)譜的發(fā)展概況(編輯修改稿)
2025-02-03 12:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 升華法的這些優(yōu)點(diǎn)結(jié)合上其他的固有性質(zhì)，如：精確的斑點(diǎn)大小，形狀，位置等等使得樣品制備條件大大同化，得到了良好的重現(xiàn)性 [19]。 然而，升華對(duì)基質(zhì)性質(zhì)的影響及其詳細(xì)機(jī)理并沒有完全明確；并且，較強(qiáng)的離子化條件容易造成分析物離子化過程產(chǎn)生過多碎片。因此，升華 法還需要進(jìn)行進(jìn)一步研究和探討和優(yōu)化。 5 pH 值對(duì) MALDI 的影響 自基體輔助激光解吸電離質(zhì)譜法 (MALDI)面世不久，人們即發(fā)現(xiàn)基體溶液的pH值對(duì)測(cè)定結(jié)果有影響，基體在輔助激光解吸電離樣品過程產(chǎn)生質(zhì)子轉(zhuǎn)移的作用機(jī)理已得到了普遍的認(rèn)同 [20]，因此人們都傾向于選用 pH值偏于酸性的基體，并往往在配制蛋白質(zhì)溶液時(shí)使用 %三氟醋酸水溶液 [21] 。 Ehring等 [22]認(rèn)為MALDI法只能在基體化合物溶液的等電點(diǎn)或酸性情況下才能進(jìn)行，如果基體溶液的 pH值高于 pKa值時(shí)，基體將以陰離子存在，在溶劑揮發(fā)后，就形成 了相應(yīng)的鹽而不能起輔助解吸電離的作用。 最近研究發(fā)現(xiàn)，利用 2， 5二羥基苯甲酰肼衍生化試劑引入碳納米管材料（ CNT）后可作為 MALDI基質(zhì)和 PH值調(diào)節(jié)劑， 2， 5二羥基苯甲酰肼衍生化試劑能在 CNT表面引入酚羥基和苯基，前者能提供可變的表面電荷和質(zhì)子來源；后者可成為強(qiáng)烈的自外激光吸收體。并且衍生化后的 CNT在 pH為 下能較充分的舒展，比表面積增大，從而為吸附痕量的多肽提供了很大的空間。而在 pH為 5的條件下，吸附了樣品的 CNT開始沉積，與樣品溶液達(dá)到完美的分離。這為快速分離和提取技術(shù)的發(fā)展提供了有力 的支持，克服了早期 CNT材料在樣品提取和富集方面的不足，很大程度上提高質(zhì)譜離子化效率和檢測(cè)限，用于痕量多肽的研究。 實(shí)驗(yàn)表明，通過如上的 pH調(diào)節(jié)，當(dāng)被測(cè)物濃度達(dá)到 ，仍能通過此法達(dá)達(dá)檢測(cè)要求 [23]。 6 MALDI 中金屬離子的引入 與 MALDI分析生物分子相比，合成高分子的離子化在多數(shù)情況下是金屬離子陽(yáng)離子化而不是質(zhì)子化。因此，僅僅優(yōu)化基質(zhì)是不夠的。而應(yīng)該與金屬離子同時(shí)考慮。對(duì)于相對(duì)于極性較大的高分子，在 MALDI分析中一般是鉀離子化或鈉離子化 [24]。 金屬離子的引入，在大分子化合物 分析中往往能提供特征化的碎片離子，在化合物結(jié)構(gòu)確定，特征離子的選擇，目標(biāo)物定量分析中有著重要的作用。 David H. Russell等人報(bào)道了一種新的含銅離子的基質(zhì)，能讓被測(cè)物產(chǎn)[M+xCu(x1)H]+ (x=16)離子 —— α腈基 4羥基苯丙烯酸（ CHCA）銅離子復(fù)合物 [（ CHCA） 4Cu2]。（ CHCA） 4Cu2可由 CHCA和氧化亞銅反應(yīng)得到。作者發(fā)現(xiàn)，激光解析后產(chǎn)生的加合離子豐度明顯高于普通基質(zhì)產(chǎn)生的 [M+Cu]+離子，同時(shí)這為人們研究銅離子與肽結(jié)合并在氣相中的相互作用提供了可靠依據(jù)和有效途徑。其反應(yīng)機(jī)理有待于進(jìn)一步研究 [25]。 7 其他添加劑及無機(jī)材料的應(yīng)用 MALDITOF檢測(cè)中的應(yīng)用 碳納米管自從 1991年被 Iijima[21， 22]發(fā)現(xiàn)以來，因?yàn)槠洫?dú)特的結(jié)構(gòu)，電學(xué)和機(jī)械特性使得在 MALDI技術(shù)里引入碳納米管作為基質(zhì)添加劑和離子化輔助劑已逐漸成為一種新的方法。很多已發(fā)表的工作 [2628]都利用其本身以及衍生化材料和技術(shù)對(duì)小分子中性物質(zhì)進(jìn)行分析和檢測(cè)。 有人報(bào)道 [29]利用碳納米材料的疏水性，在樣品溶液中加入 10μL碳納米管甲醇（ 50%， vol/vol）懸濁液，將分 析物提取到碳納米管表面，經(jīng)過離心，碳納米管沉積到試管底部。除去上清液，加入分散劑使其再次懸浮，利用吸量管直接將其定量轉(zhuǎn)移至樣品靶作進(jìn)一步分析。事實(shí)證明，對(duì)于小分子物質(zhì)的分析，用碳納米管作為基質(zhì)，樣品的離子化效率和峰分辨率明顯高于活性炭。在此之前的方法，僅僅將樣品沉積在單層碳納米材料表面，沒有萃取的過程；而在這整個(gè)分析過程中，碳納米管發(fā)揮了雙重作用：前處理過程中的固相萃取劑和 MALDI分析的基質(zhì)。 作者在此選用了 BArg（ Nα 苯甲酰 L精氨酸） , BAEE（ Nα 苯甲酰 L精氨酸乙酯） , propranolol（普奈洛爾） , quinine（奎寧） , LeuTyr（亮氨酸 酪氨酸二肽） , LeuMet（亮氨酸 甲硫氨酸二肽）幾種小分子， 比較了使用碳納米管和活性炭各自的峰強(qiáng)度，信噪比以及分辨率見表一。碳納米管有著比活性炭更小的體積，并且在結(jié)構(gòu)上，碳納米管外側(cè)有很多共軛的電子，可以很好地吸收和傳遞紫外光的能量，而活性炭卻無法通過共軛電子流暢地將能量傳遞給被測(cè)物，因此 從下表 我們可以看出，所有的參數(shù)，碳納米管都優(yōu)于活性炭。 表一 碳納米管（ CNTs）與活性炭（ AC）各參數(shù)比較（ N代表未檢出） 同時(shí)作者在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，分析物的信號(hào)存在時(shí)間較短，碳納米管在真空中由于溶劑的揮發(fā)很難固定在樣品靶上，容易脫離。而在分散劑中加入甘油和蔗糖添加劑，分辨率可以得到提高同時(shí)減少可能的離子源污染。這一思路來源于 SALDI（表面增強(qiáng)激光解析離子化）的應(yīng)用。筆者深信，碳納米管等無機(jī)材料鼻尖得到廣泛的應(yīng)用，并在小分子的檢測(cè)中發(fā)揮重要的作用。 目前有一種新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) [30]對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，即在利用 MALDITOF對(duì)樣品進(jìn)行快速、 高質(zhì)量分析之前，將不銹鋼樣品板用以下三種物質(zhì)之一進(jìn)行涂漬覆蓋：礦物油，甘油，或者凡士林，并且對(duì)降血鈣素，胰島素等多肽及其混合物在未覆蓋以上三種物質(zhì)之一的樣品板以及覆蓋了的樣品板上的分析進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)，覆蓋之后，樣品的信號(hào)強(qiáng)度和檢測(cè)限都有所提高。同時(shí)，作者用 Sephadex LH20微柱處理后的人血清蛋白檢驗(yàn)了此法的精密度和重現(xiàn)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，覆蓋后的樣品板在分析時(shí)，能夠測(cè)出更多痕量物質(zhì)，從而說明了該法優(yōu)越性。作者認(rèn)為，這種把微柱分離技術(shù)和此法結(jié)合，已可直接用于對(duì)生物體液進(jìn)行檢測(cè)。 另外，作者檢驗(yàn)了覆蓋樣品板 對(duì)鹽的耐受性，所用物質(zhì)為氯化鈉和尿素濃縮物。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，覆蓋處理后，樣品對(duì)鹽的耐受有所增強(qiáng)，特別是稀釋后的樣品。作者也通過靶上沖洗的方法對(duì)樣品進(jìn)行脫鹽處理，所采用的清洗溶液可以是 1%的三氟醋酸（ TFA）或用蒸餾水。處理后比較兩種樣品板發(fā)現(xiàn)，未進(jìn)行涂漬處理的板，由于沒有涂漬物的固定吸附作用，樣品會(huì)先從板上流失，損失很大，達(dá)不到脫鹽的效果。而覆蓋后，由于涂漬物與樣品的作用，樣品不容易被沖洗掉，從而在盡量減少樣品丟失的情況下，使得脫鹽效率顯著提高。此外，處理后的樣品板裝載樣品檢測(cè)使質(zhì)譜強(qiáng)度大大提高，這有利于 MALDITOF對(duì)大分子檢測(cè)。 此法簡(jiǎn)單易行，耗時(shí)短，重現(xiàn)性、靈敏度高，對(duì)鹽耐受性高，樣品板便于清洗，同時(shí)一定程度下能減少基質(zhì)效應(yīng)，不失為一種較好的樣品處理技術(shù)。 8 結(jié)論與展望 20世紀(jì) 70年代以來，利用質(zhì)譜來測(cè)定多肽、蛋白質(zhì)、人工合成高聚物等已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。而這很大程度上要?dú)w因于先進(jìn)的離子化技術(shù)的發(fā)展，如：MALDI， APPI， SELDI等。換句話說，這些新技術(shù)為我們?cè)诜治鲞@些大分子化合物時(shí)，保證了良好的分
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