[发明专利]金簇在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测中的应用

说明书

本发明公开了金簇作为基质在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI‑TOF‑MS)检测中的应用。本发明利用金簇作为基质，采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI‑TOF‑MS)对氨基酸小分子、环糊精、聚乙烯二醇等物质进行分析，结果表明，以牛血清白蛋白(BSA)为模板的金簇被成功合成，并且以金簇作为基质，采用MALDI‑TOF‑MS分别测定了氨基酸小分子、环糊精、聚乙烯二醇等物质的分子量，该研究结果，拓宽了金簇的使用范围。

技术领域

本发明属于质谱检测技术领域，具体涉及金簇在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测中的应用。

背景技术

基质辅助激光解析质谱是有Karas和Hillenkamp提出的，因其具有高效的离子化效率、高的灵敏度、快速、高通量以及易于自动化等特点，已成为强而有力的工具应用于分析聚合物、生物大分子方面。质谱分析(MALDI)的基本工作原理为：首先将样品与基质混合，点在专用样品靶上，待干燥结晶后，采用脉冲式激光照射样品与相应的基质形成的共晶，基质能有效地吸收激光的能量并传递给生物分子，在此过程中将质子转移到生物分子或从生物分子得到质子，从而使生物分子电离。

从上述MALDI的工作原理，我们可以发现，基质在MALDI电离过程非常关键，起到非常重要的作用，一是隔离分析物，激光首先激发基质；二是能吸收低能量的激光，并将其转为分析物的电离能，进而可以达到解析和电离分析物的作用；三是提供质子，将质子转移给分析物，使其电离。作为基质物质，同时必须满足以下三个条件：1)能够吸收激光；2)能与样品形成微晶，并且不能与样品反应；3)高效的离子效率。现有的商品化的基质，大都是一些有机物，如α-氰基-4-羟基肉桂酸，分子量为189；2,5-二羟基苯甲酸，分子量为154，对多肽和蛋白离子化效果良好。

然而MALDI对于小分子化合物分子量的测试(＜500Da)则相对较为困难，主要因为基质本身也存在电离，会出现基质的分子离子峰、加钠离子、加铵根离子、碎片峰以及基质聚合峰等，对其分析物测试结果产生干扰，对物质测定结果分析变得复杂，尤其对未知样品的分析则会难上加难。

针对小分子的MALDI电离，质谱相关的科研工作者作了大量的研究和尝试。如南京大学wang老师课题组合成了稀土单晶EuF3，对其结构进行表征，并成功应用于氨基酸、环糊精、聚合物等物质分子量的测试。Cai等人采用具有磁性金属有机框架(MOFs)纳米材料Fe₃O₄@ZIF-8MNCs作为材料，采用负离子模式测定了氨基酸、喹啉类、苯酚类等样品分子量，并应用于生物样品分析。Hong等将银纳米粒子沉积到还原态的氧化石墨烯中制备AgNP/rGO符合纳米多空薄膜材料，并用于小分子样品分析。Ma等将聚多巴胺聚合在磁纳米离子球上，制备(Fe₃O₄@PDA NPs)符合材料，并用于小分子环境污染物(分子量：251.6至499.3)样品分析，并获得较低的检测灵敏度。Wang等以石墨烯作为MALDI电离的基质，并成功应用于氨基酸、环磷酰胺等小分子物质的分子量分析。这些无机纳米材料作为MALDI的基质，使MALDI可以成功用于小分子分子量的测定，拓宽了MALDI的应用范围，但是这些纳米材料，有些需要制备复合材料，合成过程复杂。

金纳米簇(金簇)具有优良的尺寸效应、光学、电学等特性，绿色无毒，已成为当今材料学、化学和生物学研究热点。大量的研究表明，金簇具有以下特点，一是具有良好的光特性；二是合成条件简单，可以在溶液中一步直接获得金簇，并且可以以不同的模板合成具有不同光学特性的金簇；三是具有良好的生物相容性。

本发明以牛血清白蛋白为模板，合成金纳米簇，探讨其作为基质用于辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测中分析小分子和聚合物的分子量。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的主要目的是提供金簇在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测中的应用。