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的制作方法

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@pdanps)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。技术实现要素：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。所述金簇制备成金簇水溶液后作为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测，金簇水溶液按如下步骤制备得到：在搅拌条件下，往质量浓度为25mg/ml的牛血清白蛋白水溶液中加入浓度为5mm的haucl4溶液，混匀，然后加入浓度为1m的naoh溶液，混匀，再置于37℃下孵育12h，高速离心分离弃去溶液，收集沉淀，即得到金簇；往金簇中加水配制成金簇水溶液，且金簇水溶液的体积为牛血清白蛋白水溶液体积的两倍；其中，牛血清白蛋白水溶液、haucl4溶液和naoh溶液的体积比为125:125:2。上述应用中，高速离心转速为200转/秒。上述应用中，金簇作为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测方法具体为：将待检测物用水配置成浓度为1mm的储备液；取待测物的储备液于离心管中，加入金簇水溶液，再加入含质量浓度为1％三氟乙酸的乙腈溶液旋涡混合均匀，取1.0μl混合液点靶，待样品干燥后，进行质谱分析；其中，待测物的储备液、金簇水溶液和含质量浓度为1％三氟乙酸的乙腈溶液的体积比为1:1:98。优选地，所述含质量浓度为1％三氟乙酸的乙腈溶液中乙腈与三氟乙酸的体积比为4:1。上述的应用中，金簇作为基质在小分子化合物的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测中的应用也在本发明的保护范围之内。优选地，所述的小分子化合物为氨基酸或环糊精的一种。上述的应用中，金簇作为基质在聚合物的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测中的应用也在本发明的保护范围之内。优选地，所述的聚合物为聚乙二醇。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：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，究结果表明，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。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明金簇和牛血清白蛋白的maldi-tof-ms图，其中(a)曲线为牛血清白蛋白的质谱图，(b)曲线为金簇的质谱图，所用基质均介子酸；图2为本发明金簇的高分辨投射电镜图，其中(b)图为(a)图的放大图；图3中a)为金簇和牛血清白蛋白(bsa)的紫外吸收光谱图、b)为金簇的荧光激发和发射光谱图，其中(a)曲线为牛血清白蛋白的紫外吸收光谱，(b)曲线为金簇的紫外吸收光谱；图4为牛血清白蛋白功能化的金簇的maldi-tof-ms图，所用基质为金簇；图5为四种混合氨基酸(苏氨酸、组氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸)的maldi-tof-ms图；图6为两种环糊精(β和γ-cd)的maldi-tof-ms图；图7为不同聚合度的聚乙二醇(peg)(ho-(ch2ch2o)n-h)的maldi-tof-ms图，其中a为peg2000的质谱图，b为peg42000的质谱图，c为peg6000的质谱图，d为peg8000的质谱图。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。除非另有定义，下文中所用是的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。除非另有特别说明，本发明以下各实施例中用到的各种原料、试剂、仪器和设备均可通过市场购买得到或者通过现有方法制备得到。具体的，本发明实施例中采用的牛血清白蛋白、haucl4购买于上海生工生物工程有限公司；氨基酸、聚乙二醇购买于阿拉丁。需要说明的是，下述实施例中均使用金簇作为基质检测待检测物(小分子化合物或聚合物)的分子量，具体金簇的制备均采用如下方法：称取5ml质量浓度25mg/ml牛血清白蛋白水溶液，在搅拌条件下逐滴加入预装有5ml，5mmhaucl4的溶液中，旋涡混合1min后，加入80μl，1m的naoh溶液，继续旋涡混合10min，置于摇床，37℃水浴孵育12h，然后以200转/秒的速度高速离心分离弃去溶液，收集沉淀，即得到金簇，用水定容至10ml，得到金簇水溶液。下述实施例中，采用的激光解吸电离飞行时间质谱(maldi-tof-ms)检测方法均如下：取1.0μl待测物的储备液于0.5ml的离心管中，加入1.0μl的金簇水溶液，再加入98μl的含1％三氟乙酸的乙腈溶液旋涡混合均匀，取1.0μl混合液点靶，待样品干燥后，进行质谱分析。其中，将待检测物用水配置浓度为1mm的储备液。将制备得到的金簇进行maldi-tof-ms质谱、透射电镜对其进行表征，同时研究其荧光光谱性质。如图1所示，通过对比发现合成金簇后分子量增大了约5kda，表示金簇大概含有25个金原子，这与文献报道结果相一致；从图2中可以看出，金簇形态为球形，并且大小均匀，尺寸为4.5±0.3nm；从图3中可以看出，金簇的最大吸收波长为激发波长为350nm，发射波长为650nm，这与单独的牛血清白蛋白(bsa)荧光性质是不同的。一、分子量的测试在用于基质测试之前，我们首先考察了金簇作为基质自身是否存在干扰。图4为单独存在金簇基质时的质谱图，从图4中可以看出，在所测试的范围内无信号峰出现，表明金簇满足作为maldi-tof-ms基质的条件。实施例1金簇作为基质检测氨基酸以氨基酸为小分子，评估金簇为基质用于maldi-tof-ms分析小分子分子量的能力。图5为四种混合氨基酸(苏氨酸、组氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸)的质谱图。从图5中可以发现，基质干扰效应被抑制，碎片峰几乎不存在，且表现出较高的信号比(s/n)、分辨率(resolution)、信号强度(intensity)，如表1所示。结果表明，金簇可以作为maldi的基质用于氨基酸小分子分子量的测试。表1四种氨基酸检测结果实施例2金簇作为基质检测环糊精为了更好的验证金簇作为基质是否具有广泛的应用能力，我们继续考察了金簇作为基质用于2种环糊精(β和γ-cd)分子量的测试，结果如图6所示。金簇可以作为maldi的基质用于环糊精分子量的测试分析结果如表所示。从表2中可以看出，两种环糊精的s/n分别为11和9，均大于3，表明金簇可以作为maldi基质测试环糊精的分子量。表2两种环糊精检测结果m/zs/nresolutionintensityβ-cd1158.477[m+h]+1142471240γ-cd1320.598[m+h]+952851005实施例3金簇作为基质检测聚乙二醇maldi-tof-ms经常被用来分析一些聚合物的分子量，为了近一考察金簇作为基质的应用范围，本实施例以不同聚合度的聚乙二醇(peg)(ho-(ch2ch2o)n-h)为目标分析物，以金簇作为基质，进行质谱测试，结果如图7-a,b,c,d所示。其中，peg2000，4000，6000，8000分子量分布范围分别为1800-2200da，3600-4400da，5500-7500，7500-8500。从图中可以发现，除了peg8000外，其余测试结果分子量分布分别是，peg2000：1400-2300；peg4000：3000-5000；peg6000:5000-7000。虽然peg8000信号分辨率较低外，其余信号较强，并且具有良好的分辨率，所测试的peg信号分布要优于dhb(常用于聚合物分子量测试的一种基质)作为基质的效果。综上，由于本发明实施例提供的金簇作为基质可广泛应用于在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测中。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本
技术领域：
的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。当前第1页12