一種二硫化鎢在雷射解吸電離質譜檢測中的應用的製作方法
2023-04-25 02:04:06
一種二硫化鎢在雷射解吸電離質譜檢測中的應用的製作方法
【專利摘要】一種二硫化鎢在雷射解吸電離質譜中的應用，將二硫化鎢作為表面輔助雷射解吸電離的表面材料用於有機小分子的質譜檢測，先配製二硫化鎢懸浮液，將上述二硫化鎢懸浮液，超聲振蕩5分鐘，快速取1μL懸浮液點於樣品靶點上，在乾燥後形成薄膜上，滴加1μL待檢測的有機小分子溶液，乾燥後進行質譜分析。本發明的優點是：該質譜檢測方法操作方便、成本低，在溶劑中分散度較好，樣品靶點分布均勻，重現性好、通用性強，有機分子的離子化效率高，二硫化鎢能有效抑制核黃素在雷射解吸電離過程中還原反應的發生，為研究核黃素在人體中的代謝過程有重要意義。
【專利說明】—種二硫化鎢在雷射解吸電離質譜檢測中的應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及有機小分子檢測技術，特別是一種二硫化鎢在雷射解吸電離質譜檢測中的應用。
【背景技術】
[0002]基質輔助雷射解吸電離(Matrix-AssistedLaser Desorption 1nization,MALDI)是一種軟電離技術，具有制樣簡單、碎片離子少、高通量等特點，適用於分析多糖、核苷、多肽及蛋白質等生物大分子。a -氰基-4-羥基肉桂酸(CHCA)、2，5_ 二羥基苯甲酸(DHB)和芥子酸(SA)等是目前較為常用的MALDI傳統基質。但2，5-二羥基苯甲酸(DHB)等MALDI傳統基質在低分子量分子段(m/z < 500Da)易產生較嚴重的背景幹擾，同時譜圖重現性較差，這些缺點均限制了 MALDI在有機小分子檢測領域的應用。表面輔助雷射解吸電離(Surface-Assisted Laser Desorption 1nization, SALDI)的出現，很好地彌補了MALDI的在小分子質譜分析中的不足。目前已開發了諸如多孔矽、碳納米管、石墨烯等多種表面材料用於有機小分子的SALDI質譜分析。
[0003]I"9年Wei J.等發明了多孔娃表面的解吸電離(Desorption/ionization onsilicon, D10S)技術,參見Wei J., Buriak J.M., Siuzdak G., Desorption 1nization
mass spectrometry on porous silicon , Nature ,1999,399 (6733): 243-246。該技術通過採用將樣品直接點在由化學蝕刻得到的多孔矽上的方法，有效避免了由基質造成的背景幹擾，成功分析了咖啡因、利血平等有機小分`子。1996年，Dale M.J.等用石墨/甘油混合基質，成功使蛋白、短肽、低聚糖和聚合物等離子化，參見Dale M.J., KnochenmussR., Zenobi R., Graphite/Liquid mixed matrices for laser
desorption/ionization mass spectrometry, Anal.Chem., 1996,68(19):3321-33290 2003年，Xu S.Y.等首先嘗試將碳納米管用於雷射解吸附分析多肽、環糊精等，Xu S.Y., Li Y.F., Zou H.F., et al.Carbon nanotubes as assisted matrixfor laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry, Anal.Chem.,2003，75(22) =6191-6195。Dong X.L.等首次以石墨烯為基質，在正離子模式下，檢測了胺基酸、脂肪酸、聚胺、多肽、類固醇、核苷，參見Dong X.L.，Cheng J.S., Li J.H., et al.Graphene as a Novel Matrix for the Analysis of Small Molecules by MALD1-TOF MS,Anal.Chem.,2010, 82 (14):6208 - 6214。鄒漢法等製備了水溶性多壁碳納米管，並以此為基質用於有機小分子的檢測，成功鑑定了 4種胺基酸混合物，並對中藥黃連素提取液中組分巴馬汀及藥根鹼進行了定量分析，參見水溶性多壁碳納米管作基質在MALD1-MS中的應用，申請號/專利號:200510046471，發明設計人:鄒漢法、潘晨松、徐松雲、蘇興業、張宇。
[0004]與MALDI相比，SALDI在準確性、靈敏度、選擇性等方面表現更優。在MALDI中，要求具有吸光性能的基質與樣品在靶板上形成共結晶以增強樣品的解吸/離子化效率。而晶體中基質的存在不但在低分子量端產生嚴重的背景幹擾，同時也破壞了樣品在靶板上的均勻分布，造成在靶板上出現「甜點」，影響了譜圖的信噪比和實驗的重現性。SALDI則用活性表面材料替代MALDI中使用的基質,從而可有效排除來自基質的背景幹擾。Sunner J.等用石墨/甘油混合基質，成功分析了細胞色素C的酶解液,參見Sunner J.，DratzE., ChenY.C., Graphite surface-assisted laser desorption/ionization time-of-flight massspectrometry of peptides and proteins from liquid solutions ,Anal.Chem., 1995,67 (23):4335-4342。Chen Y.C.等以塗抹有碳顆粒的矽膠表面用SALDI方法分析了甲基麻黃鹼和胞嘧啶。Watanabe T.等以氧化鋅納米顆粒為基質，採用SALDI方法，分析了乙二醇、睪酮等多種質荷比在500Da以下的有機小分子化合物，參見Chen Y.C.，Wu J.Y.,Analysis of small organics on planar silica surfaces using surface-assistedlaser desorption/ionization mass spectrometry, Rapid Commun? Mass Spectrom.,2001，15(20) =1899-1903。Watanabe T.等以氧化鋅納米顆粒為基質，採用SALDI方法，分析了乙二醇、睪酮等多種質荷比在500Da以下的有機小分子化合物，參見Watanabe T.，Kawasaki H.， Yonezawa T., et al.Surface-assisted laser desorption/ionizationmass spectrometry (SALD1-MS) of low molecular weight organic compounds andsynthetic polymers using zinc oxide (ZnO) nanoparticles, J.Mass Spectrom.,2008, 43(8):1063-1071。
[0005] 現有技術中存在的問題是，在使用MALD1-MS方法時，2，5_ 二羥基苯甲酸(DHB)等MALDI傳統基質在低分子量分子段(m/z < 500Da)易產生較嚴重的背景幹擾，同時因難以形成均勻的基質層而使譜圖重現性較差。故MALDI較適合運用於生物大分子或合成高分子的檢測。而SALDI技術雖可用於有機小分子的檢測，但所採用的多孔矽、碳納米管、石墨烯等材料，因製備較為複雜而價格較高，同時存在分散性差的特點。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是針對上述技術分析和存在問題，提供一種二硫化鎢在雷射解吸電離質譜檢測中的應用，該方法用於有機小分子的質譜檢測操作簡單、成本低、靈敏度高、重複性好；在溶劑中分散度較好，可提高有機分子的離子化效率；二硫化鎢能有效抑制核黃素在雷射解吸電離過程中還原反應的發生，為研究核黃素在人體中的代謝過程有重要意義。
[0007]本發明技術方案:
一種二硫化鎢在雷射解吸電離質譜檢測中的應用，將二硫化鎢作為表面輔助雷射解吸電離的表面材料用於有機小分子的質譜檢測，步驟如下:
1)配製二硫化鎢懸浮液
將二硫化鎢加入去離子水-甲醇混合溶劑中，超聲振蕩以使二硫化鎢在混合溶劑中充分分散，製得二硫化鎢懸浮液；
2)有機小分子的質譜檢測
以二硫化鎢作為表面輔助雷射解吸電離的表面材料用於有機小分子的質譜檢測，將上述二硫化鎢懸浮液，快速取懸浮液點於樣品靶點上，室溫下乾燥後形成薄膜，在形成的薄膜上滴加待檢測的有機小分子溶液，室溫下乾燥後進行質譜分析；
3)技術效果
以二硫化鎢作為表面輔助雷射解吸電離(SALDI)表面材料，價格低廉，在溶劑中分散度較好，室溫下乾燥後可得到分布較為均勻的樣品靶點，不但可提高有機分子的離子化效率，同時還可提高實驗的重現性；二硫化鎢能有效抑制核黃素在雷射解吸電離過程中還原反應的發生，為研究核黃素在人體中的代謝過程有重要意義。
[0008]所述去離子水-甲醇混合溶劑中去離子水與甲醇的體積比為1:1，二硫化鎢與去離子水-甲醇混合溶劑的用量比為Img:10mlo
[0009]所述樣品靶點上懸浮液的點加量為I U L，在形成的薄膜上待檢測有機小分子溶液的滴加量為I U L0
[0010]本發明的優點是:1)檢測原料易得；實驗所需的二硫化鎢直接購於化學試劑公司，並未進行修飾處理；2)點樣操作方便、應用效果好，二硫化鎢能有效地消除基質在低分子量段的背景幹擾，同時可增強雷射解吸電離的離子化效率；3)重現性好，因二硫化鎢在溶劑中能較好地分散，故在金屬靶板上形成的表面層均勻、緊密，可有效避免因表面不均勻而出現譜圖重現性差的問題；4)通用性強，以二硫化鎢為表面材料可檢測分子量在500Da以下的稠環芳烴、核黃素、安立生坦等極性/非極性有機小分子，在更廣泛的測試中，這種方法也被成功地應用於88種有機合成樣品的測定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為以0.lmg/mL的二硫化鎢為表面材料分析不同濃度的苯並[k]熒蒽(BKF)溶液質譜圖，圖中:(a)、(b)、(c)、(d)所對應的濃度分別為100lVmL、10lVmL、llVmL、
0.lMg/mL。
[0012]圖2為以0.lmg/mL的二硫化鎢為表面材料分析不同濃度的芘溶液質譜圖，圖中(a)、(b)、(c)所對應的濃度分別為 100Mg/mL、10Mg/mL、lMg/mL。
[0013]圖3為以二硫化鎢為表面輔助雷射解吸電離(SALDI)表面材料研究核黃素(未還原樣品)的質譜圖。
[0014]
【具體實施方式】
[0015]實驗用二硫化鎢購自美國Alfa Aesar，純度為99.8%。實驗在使用過程中，不再對其做修飾處理。
[0016]實施例1:
以二硫化鎢為SALDI表面材料檢測苯並[k]熒蒽
I)將濃度為0.lmg/mLWS2懸浮液,超聲振蕩5分鐘。取I ii L該懸浮液快速點於樣品革巴上，室溫下乾燥。
[0017]2)在相同條件下，用相同方法製備共十二個靶點作為參照。將每三個靶點分為一組，共四組。
[0018]3)在四組祀點上，分別滴加 IML 濃度為 100Mg/mL、10Mg/mL、lMg/mL、0.lMg/mL 的BkF溶液，室溫下乾燥。乾燥後送入儀器檢測。
[0019]4)設置雷射強度為60%，在同一樣品點上隨機移動，連續用雷射轟擊樣品2000次，將多次結果疊加得總圖。
[0020]圖1為以0.lmg/mL的二硫化鎢為表面材料分析不同濃度的苯並[k]熒蒽(BKF)溶液質譜圖，圖中:(a)、(b)、(c)、(d)所對應的濃度分別為100l^g/mL、l(^g/mL、ll^g/mL、
0.lPg/mL。圖中表明:以二硫化鎢作為SALDI表面材料檢測苯並[k]熒蒽時，產生分子離子峰M+ ;在低分子量段背景幹擾小，譜圖簡單，易於分析；離子信號強度隨著樣品濃度的降低而降低，檢測下限可達0.lMg/mL。
[0021]實施例2:
以二硫化鎢為SALDI表面材料檢測芘
I)將濃度為0.lmg/mL 二硫化鎢懸浮液，超聲振蕩5分鐘。取IML該懸浮液快速點於樣品靶上，室溫下乾燥。
[0022]2)在相同條件下，用相同方法製備共九個靶點作為參照。將每三個靶點分為一組，
共三組。
[0023]3)在三組靶點上，分別滴加IML濃度為lOOPg/mL、lOl^g/mL、lPg/mL的芘溶液，室溫下乾燥。乾燥後送入儀器檢測。
[0024]4)設置雷射強度為60%在同一樣品點上隨機移動，連續用雷射轟擊樣品2000次，將多次結果疊加得總圖。
[0025]圖2為以 0.lmg/mL的二硫化鎢為表面材料分析不同濃度的芘溶液質譜圖，圖中(a)、(b)、(C)所對應的濃度分別為100Mg/mL、10Mg/mL、lMg/mL。圖中表明:以二硫化鶴作為SALDI表面材料檢測芘時，產生分子離子峰M+;在低分子量段背景幹擾小，譜圖簡單，易於分析；離子信號強度隨著樣品濃度的降低而降低，檢測下限可達Wg/mL。
[0026]實施例3:
以二硫化鎢為SALDI表面材料研究核黃素
1)以去離子水為溶劑，配製濃度為200u M的核黃素溶液(內含20 u M的氯化鈉及20 ii M的氯化鉀)，同時用乙酸調節溶液的PH值為5以保證核黃素可在水溶液中穩定存在；
2)取0.5 y L 二硫化鎢溶液點在樣品靶上，室溫下乾燥並形成基質薄層；
3)取0.5 y L配製好的核黃素樣品溶液點在已乾燥的二硫化鎢薄膜上，室溫下乾燥；
4)將製備好的樣品送入質譜儀中分析。
[0027]圖3為以二硫化鎢為表面輔助雷射解吸電離(SALDI)表面材料研究核黃素質譜圖。圖中表明:以二硫化鎢作為SALDI表面材料時，核黃素產生鹼金屬絡合峰[M+Na]+、[M+K]+ ;檢測時背景幹擾小，譜圖簡單，易於分析；通過與同位素分布圖比較得出，以二硫化鎢為SALDI表面材料檢測核黃素時，可有效抑制核黃素在雷射解吸電離過程中本很難避免的還原反應的發生。
[0028]上述實驗表明:二硫化鎢可以作為SALDI表面材料，用於檢測分子量在500Da以下的稠環芳烴、核黃素等極性/非極性有機小分子。在更廣泛的測試中，這種方法也被成功地應用於88種有機合成樣品的測定中。以二硫化鎢為SALDI表面材料應用於含有苯環或雜環有機小分子化合物的檢測，具有操作簡單，靈敏度高，重複性好等特點，在簡化實驗過程的同時可以獲得較為滿意的實驗結果。
【權利要求】
1.一種二硫化鎢在雷射解吸電離質譜檢測中的應用，其特徵在於:將二硫化鎢作為表面輔助雷射解吸電離的表面材料用於有機小分子的質譜檢測，步驟如下: 1)配製二硫化鎢懸浮液 將二硫化鎢加入去離子水-甲醇混合溶劑中，超聲振蕩以使二硫化鎢在混合溶劑中充分分散，製得二硫化鎢懸浮液； 2)有機小分子的質譜檢測 以二硫化鎢作為表面輔助雷射解吸電離的表面材料用於有機小分子的質譜檢測，將上述二硫化鎢懸浮液，快速取懸浮液點於樣品靶點上，室溫下乾燥後形成薄膜，在形成的薄膜上滴加待檢測的有機小分子溶液，室溫下乾燥後進行質譜分析； 3)技術效果 以二硫化鎢作為表面輔助雷射解吸電離(SALDI)表面材料，價格低廉，在溶劑中分散度較好，室溫下乾燥後可得到分布較為均勻的樣品靶點，不但可提高有機分子的離子化效率，同時還可提高實驗的重現性；二硫化鎢能有效抑制核黃素在雷射解吸電離過程中還原反應的發生，為研究核黃素在人體中的代謝過程有重要意義。
2.根據權利要求1所述二硫化鎢在雷射解吸電離質譜檢測中的應用，其特徵在於:所述去離子水-甲醇混合溶劑中去離子水與甲醇的體積比為1:1，二硫化鎢與去離子水-甲醇混合溶劑的用量比為Img:10ml。
3.根據權利要求1所述二硫化鎢在雷射解吸電離質譜檢測中的應用，其特徵在於:所述樣品靶點上懸浮液的點加量為I U L，在形成的薄膜上待檢測有機小分子溶液的滴加量為I U L0
【文檔編號】G01N27/64GK103592361SQ201310591500
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】孔祥蕾, 張森, 倪彧, 李樹奇, 翟偉, 霍翟羿 申請人:南開大學