[发明专利]一种海藻酸钠液滴辅助生命物质质谱制样和离子化的方法

说明书

本发明公开了一种质谱生物复杂样品的制备方法，该方法通过对生物样品与海藻酸钠混合后离心、喷射获取含有待测样品的凝胶小球作为质谱分析对象，简化了生物样品质谱分析样品处理过程，减少了化学溶剂的使用，从而保证了生物样品在分析时的生物本性。利用该方法对蛋白，DNA和细胞的分析证明使用该方法在简单处理后，质谱可以获得有效的生物物质信息。

技术领域

本发明涉及生物样品质谱技术，特别是借助凝胶微流控液滴技术辅助的生命 物质质谱制样和离子化技术。

背景技术

质谱自1912年诞生以来，以其对荷质比的超高分辨能力成为分析科学不可 或缺的关键手段。其分析对象从小分子逐渐向大分子发展，从简单体系向复杂体 系发展。特别是上世纪90年代包括MALDI和ESI在内的多种生物软电离技术 的发明，加速了质谱在生命科学研究领域的应用。由于质谱特殊的分析原理，相 比其它分析方法，质谱对复杂体系进行高内涵分析具有独特的优势，特别是面对 物质关系错综复杂的生命系统，质谱对多种成分的同时分析能力无可替代。

但是作为生命体系，除了分析的体积和内涵的要求外，还有一点不可忽视， 那就是生命是具有结构和富于变化的。生命物质并不均质，容易损坏和变性，很 多物质只是由于处于特定的时空和物质环境才能维持存在并具有特定的结构和 功能。因此对样品进行破坏性的制样对生物样品特别是包含细胞的样品的精确解 析是致命的，细胞一旦破坏，物质扩散将降低物质被分析的概率，留给分析的时 间也大大降低；同时由于物质混合导致的分子破坏将进一步削弱分析结果与实际 情况的符合度。另一方面，由于生命样品本身所具有的盐分对质谱解析影响较大， 对盐分进行分离以适应质谱分析的要求又十分必要，是获得丰富质谱信息的关键 之一。因此要实现可靠的生命相关样品的分析，需要开发全新的制样和质谱离子 化技术，以同时满足维持被分析物生物学活性、抑制扩散、抑制物质过度混合、 除盐以及延长可分析时间的要求。

微流控液滴发生系统是本世纪初发展起来的一种高通量物质操控技术，微液 滴技术和质谱结合能够很好地实现样品的取样并抑制样品的扩散和样品间的相 互干扰。但是由于通常使用水油两相形成微液滴，其中的油相会形成背景，因此 其应用还相对局限。如何利用微流控芯片质谱制样的优势，是发展质谱生命物质 制样和分析的关键问题。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明要解决的主要问题是如何进行生命物质的质谱制样，同时能够满足保 持样品生物学活性，进行样品除盐的前处理，但又能最大程度抑制生物学活性物 质的扩散，抑制物质在制样过程中的过度混合，同时又有助于获得关于样品较多 的质谱信息。

(2)技术方案

一种海藻酸钠液滴辅助生命物质质谱制样和离子化方法，它包括以下步骤：

步骤1.将待分析物质与海藻酸钠溶液均匀混合；

步骤2.将上述混合溶液装入带针头的样品管3，并安装到离心力凝胶小球 发生装置的离心管4中，离心管(4)中事先装有含有钙离子的固化溶液(5)， 通过离心力驱动挤出样品与海藻酸钠混合溶液，形成所需尺寸的包覆有样品的海 藻酸钠凝胶球；

步骤3.取一个装载有待分析物质的海藻酸钠凝胶球装载入电喷雾质谱的毛 细管喷头，向喷雾毛细管中添加喷雾萃取剂(或溶剂)，将喷雾毛细管与质谱喷雾 电极相连，开启质谱电源进行样品分析，喷雾萃取剂在质谱离子源电场的作用下 对海藻酸钠凝胶球中装载的带分析物质进行萃取并在毛细管喷头尖端发生电喷 雾，使待测物质分子带上电荷，并在电场等的作用下进入质谱，实现带测物质的 质谱检测。

上述的海藻酸钠液滴辅助生命物质质谱制样和离子化方法，所述的海藻酸钠 溶液是2-3％的海藻酸钠的PBS溶液。

上述的海藻酸钠液滴辅助生命物质质谱制样和离子化方法，所述的含有钙离 子的固化溶液(5)是质量分数NaCl为0.9％，CaCl₂为1％的水溶液。