[发明专利]一种高通量、高灵敏度、表面激光解析质谱纳米靶板及其制作方法和应用

说明书

技术领域

本技术属于分析化学应用领域，具体涉及表面激光解析质谱领域。 

背景技术

表面激光解析质谱是近年来发展起来的一种新型的软电离生物质谱，其中以基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)为最重要的实例，此项发明获得过诺贝尔化学奖。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的原理是用激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量传递给生物分子，在电离过程中将质子转移到生物分子或从生物分子得到质子，而使生物分子电离的过程。因此它是一种软电离技术，适用于混合物及生物大分子的测定。TOF的原理是离子在电场作用下加速飞过飞行管道，根据到达检测器的飞行时间不同而被检测即测定离子的质荷比(M/Z)与离子的飞行时间成正比，检测离子。MALDI-TOF-MS具有灵敏度高、准确度高及分辨率高等特点，为生命科学等领域提供了一种强有力的分析测试手段。 

然而，以基质辅助激光解析电离飞行时间质谱为首的所有基于表面激光解析的质谱都需要将样品制备在特制靶板上面，其操作是将样品分散在基质分子中并形成晶体。当用激光照射晶体时，基质从激光中吸收能量，样品解吸附，基质-样品之间发生电荷转移使得样品分子电离，电离的样品在电场作用下飞过真空的飞行管，根据到达检测器的飞行时间不同而被检测，即通过离子的质量电荷之比(M/Z)与离子的飞行时间成正比来分析离子，并测得样品分子的分子量。焦点问题就在于通用的基质分子的分子量在1000-3000da,造成了过量的背景质谱峰。这就决定了所有此类基于表面激光解析的质谱分析只能适用于大分 子检测，比如蛋白质，长链多肽，核酸，高分子材料等等，而不能应用于小分子检测(分子量小于1000da)，或者说基于表面激光解析的质谱分析的高灵敏度/高通量等独特的优势无法施展在小分子分析检测上面.而分子量小于1000da的小分子却是对人类最重要的最具应用价值的一类化学产品，例如95％以上的药物小分子，所有的氨基酸，维生素等等和人类生活健康相关的化学物质。 

目前现有技术针对小分子检测和筛选还停留在光谱法检测，例如荧光发光检测或者衍生出可以荧光检测的底物，但此类检测要求目标小分子分子结构具有光活性集团，另一弊端就是往往光度法灵敏度较低，检测不到微量的小分子浓度。液相质谱(LC-MS)及气相质谱(GC-MS)的已经开始应用在小分子的检测和高通量筛选。但需要消耗大量的人力和溶剂耗材，而且一个样品从制备到质谱分析再到出结果需要相当长一个过程，根据要求不同，分析一个样品从样品制备到拿到结果需要30-60分钟，远远不能满足现代生物医药发展的高通量筛选要求。 

发明内容

发明目的：针对小分子(分子量小于3000da)的定性定量分析检测和高通量筛选。既达到液相质谱(LC-MS)及气相质谱(GC-MS)在分析检测小分子的高灵敏度，高准确度的检测能力，又具备表面激光解析质谱快速高通量分析的特性。 

技术方案：一种高通量、高灵敏度、表面激光解析质谱纳米靶板，氧化硅芯板一面是纳米结构，其纳米空隙在40－100纳米之间，在芯板纳米结构一面，涂有一层抗酸抗碱、抗各种有机溶剂、有耐高温、摩擦系数极低的高分子材料。其制作方法如下： 

①将氧化硅芯板单面抛光，达到电阻率0.01-0.02欧姆厘米； 

②将抛光的原始芯板切割成根据需要的大小； 

③用体积比为75％硫酸和体积比为1％－3％的氢氟酸混合物侵泡表面5分钟，同时加以5v电压30分钟，帮助芯板整体表面纳米结构化，其纳米空隙在40－100纳米之间； 

④使用离子纯净水清洗N次，N≧2； 

⑤晾干； 

⑥在芯板表面均匀涂上一层抗酸抗碱、抗各种有机溶剂、有耐高温、摩擦系数极低的高分子材料。 

高通量、高灵敏度、表面激光解析质谱纳米靶板应用于小分子定性定量分析检测和高通量筛选；应用于医药靶点小分子的分析检测和筛选；药物动力学和药理筛查；药物毒理筛查；多重不同分子结构小分子的同时检测和筛选。 

样品制备：包括细胞培养液样品制备试剂盒或细菌培养液样品制备试剂盒或血液样品制备试剂盒或水容易样品制备试剂盒； 

样品分析步骤：①根据不同小分子检测对象加入同等体积的增强电离缓冲液；②离心，取上清液点在靶板上，放进ABI 5800 MALDI-TOF或者其他表面激光解析质谱进行分析检测。