[发明专利]木质素作为MALDI基质在小分子物质检测中的应用

说明书

本发明公开了木质素作为MALDI基质在小分子物质检测中的应用，所述的小分子化合物为糖类、糖苷类、酯类、维生素类、氨基酸类、羟基酸类或者脂肪酸类小分子化合物，所述的小分子化合物的m/z1000。木质素具有优良的光学吸收特性，且其本身在质谱中难电离，因此可以克服传统有机小分子基质在低分子量区间易产生基质背景干扰的缺点。在MALDI质谱中，基于木质素基质可实现对多种小分子化合物的快速定性分析。此外，采用内标法可实现小分子物质的精准定量。通过核磁表征和信号归属，可确定木质素中起基质作用的主要结构单元。

技术领域

本发明涉及MALDI质谱的小分子分析领域，具体涉及木质素作为MALDI基质在小分子物质检测中的应用。

背景技术

基质辅助激光解吸电离(Matrix-assisted laser desorption ionization,MALDI)和电喷雾电离(Electrospray ionization,ESI)是20世纪八十年代发明的软电离质谱技术，软电离质谱技术的发明和应用将质谱分析对象从易挥发、热稳定性好的小分子化合物拓展至难挥发、热稳定性差的极性大分子，从而使质谱学发展进入了生物质谱阶段。1988年，Tanaka(田中耕一)用甘油和钴粉末的混合物做MALDI基质首次检测到分子量超过3.4kDa的完整蛋白质信号，并因此获得了2002年诺贝尔化学奖。

MALDI-TOF-MS仪器主要由两部分组成，基质辅助激光解吸电离离子源(MALDI)和飞行时间质量分析器(TOF)。MALDI检测原理有多种假说，但公认的一种机制是用激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收、传递能量给待测分子，在气相中激发态的基质分子与分析物之间发生质子转移从而使分析物离子化的过程。TOF的原理是离子在电场作用下加速飞过飞行管，根据到达检测器的飞行时间不同而被检测，所测定的离子的质荷比(m/z)与离子的飞行时间成正比。MALDI源中产生的通常是准分子离子，这是MALDI相较于ESI的最大特点之一。

基质的选择是MALDI电离技术的关键影响因素。目前常用的有机小分子基质包括α-氰基-4-羟基-肉桂酸(CHCA)、2,5-二羟基苯甲酸(DHB)、芥子酸(SA)、2,4,6-三羟基苯乙酮(THAP)、3-羟基-2-吡啶苯甲酸(HPA)、蒽三酚(DIT)、3-氨基喹啉(3AQ)等。但以上传统有机小分子基质辅助电离过程在低分子量区间易产生大量碎片信息(m/z1000)，严重干扰小分子物质的分析，在很大程度上限制了MAIDL在小分子化合物检测方面的应用。然而，小分子物质种类繁多，且许多与人体新陈代谢、疾病早期检测、食品药品安全或环境污染等的问题息息相关。此外，MALDI成像技术的顺利开展也是以高性能小分子基质为前提。因此，开发新型适用于小分子化合物分析的MAIDI基质具有重要意义。

近年来，国内外学者针对小分子化合物的MALDI-MS检测难题，设计尝试了多种不同类型的基质，包括小分子新型有机基质、无机纳米材料、有机无机杂合材料、反应型基质、大分子型基质等。但纳米材料的合成和修饰繁琐；反应型基质通常针对具有某一类特定的官能团分子，局限性较强；人工合成的大分子型基质分离纯化较难、成本高，难以实现商业化。由此可知，开发性质稳定、来源广泛、成本低廉、操作简单的适用于小分子化合物检测的基质具有重要的科学和实用价值。

发明内容

本发明提供了木质素作为MALDI基质在小分子物质检测中的应用。木质素具有优良的光学吸收特性，且其本身在质谱中难电离，因此可以克服传统有机小分子基质在低分子量区间易产生基质背景干扰的缺点。在MALDI质谱中，基于木质素基质可实现对多种小分子化合物的快速定性分析。此外，采用内标法可实现小分子物质的精准定量。通过核磁表征和信号归属，可确定木质素中起基质作用的主要结构单元。

本发明所述的木质素为脱碱木质素。

所述的基质辅助激光解吸电离质谱为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱。