[发明专利]校正质谱检测蛋白样品的准确率的方法及产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过改善生物样本结晶及校正方式来提高MALDI-TOF质谱检测正确 率的方法，能通过质谱检测蛋白质分子，属于质谱检测技术领域。

背景技术

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术已成为目前蛋白质组学研 究中的经典技术。在该技术的成功应用过程中,合适的样品前处理方法起着首要和关键的作 用。只有将合适的样品前处理方法与合适的有机基质结合起来,才能成功实现对核酸和蛋白 质等生物大分子的准确鉴定。对于基质、溶剂、盐(金属离子)和样品制备方法的选择是 MALDI分析高聚物成败的关键因素。最优化的条件是使样品分子和基质均匀地形成共结晶。 MALDI方法分析大分子,重要的关键之一是选择合适的基质。结果表明,效果较佳的基质只 有几种。水溶性合成高分子如聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇经常出现于早期的MALDI研究 中,这是因为分析多肽的基质也可以应用于它们,对于另外一些高分子,可以从高分子和基 质的溶解性中找到一些选择基质的思路。一般来说,选择基质时应使基质与高分子的极性比 较一致,彼此之间具有兼容性。

微阵列芯片以高密度阵列为特征。微阵列技术就是利用分子杂交原理,使同时被比较的 标本与微阵列杂交，通过检测杂交信号强度及数据处理，把他们转化成不同标本中特异基因 的丰度，从而全面比较不同标本的基因表达水平的差异。微阵列芯片因其高度均一性，结构 稳定性，样品用量少及高通量而成为芯片领域中发展最迅速的一部分。微阵列不仅仅在生物 遗传领域有着广泛的用途，在其他定量和相对定量分析方面也有着潜在的用途。

微阵列芯片因其微孔尺寸相同，微孔与周围亲疏水性质的差别，较好的限制了样品所 处的范围，使得所分析的区域保持一致，使定量分析成为可能。质谱成图因为其无需标记， 无需分离，通过对图像的分析来进行混合物中组成物质的定量分析，使多组分的同时检测成 为可能，因此利用微阵列芯片中质谱成图进行多组分的同时定量分析，是一种具有广泛应用 前景的定量分析技术。微阵列芯片中质谱成图在定量分析中的应用很大程度上取决于样本结 晶的均一性，由于质谱数据采集中的质量歧视，质谱图的峰高或峰面积无法作为样品的定量 分析的依据，因此如何获得可靠的，稳定的定量数据就显得尤为重要。

在应用MALDI-TOF MS时，通常将生物样本与一种饱和的低分子量无机化合物溶液 (称为基质)进行混合加在靶板上，待干后样本与基质共结晶后形成了以基质包裹构架的样 本固体沉淀。样本基质结晶体经激光辐射，基质从激光中吸收能量，能量蓄积并迅速产热， 从而使基质晶体升华，使样品吸附，基质与样品之间发生电荷转移使得样品分子电离，离子 在加速电场下获得相同的动能，经高压加速、聚焦后进入飞行时间检测器。根据离子飞行时 间的不同进行分析得出离子质荷比(m/z)和离子峰值，形成质量图谱，检测准确性高。通 过软件分析比较,筛选并确定出特异性指纹图谱,从而实现对目标微生物种或菌株的区分和 鉴定。MALDI-TOF MS可用于分析多种类型的样本,包括有机分子溶液、核酸、蛋白质,其 中基因、蛋白质的检测是目前在临床质谱检测实验室应用最广的项目。

基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-TOF MS)离子源可电离相对分子质量为 100～1000 000的生物分子，通过高压电与短激光脉冲作用，让基质晶体升化，使基质与样本 分子气化进入质谱仪的气相，其最突出的特点是准分子离子化很强、对样本中杂质的耐受量 大，直接分析核酸、蛋白质经电离产生的混合物，能为临床检验中标准物质的研究提供有效 的技术保障，是临床检验的参考方法的首选。因此芯片上的样本结晶形态和质量好坏直接影 响质谱的检定结果。

在提高芯片的样本结晶形态和质量的研究中，现有的研究重点在于如何改进芯片的质 量。例如，中国授权专利201410090967.3、“制备亲疏水相间的微阵列芯片及其用于质谱成 像定量分析的方法”提供了一种通过在芯片上设置疏水和亲水区域来制备检测芯片，其中采 用丝网印刷技术将疏水性聚合物(聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯)按照设计好的模板 刷在导电玻璃上，其中涂布区为疏水区，空白区作为预留的亲水区。然后，用亲水材料(如 样品体系的水溶液)涂布空白区，形成均一间隔的亲水区和疏水区。该方法通过利用丝网印 刷技术来设计模板形状，预先在亲水区留出空白区(又称“留白处理”)，因此需要特殊的印 刷设备和操作软件，同时在涂布疏水区时靶板要绝对静置。同时，丝网印刷技术的精度低， 亲疏水区域的分界不能达到微米精度。并且，需要将待测混合物体系水溶液均匀地铺在亲水 区，芯片烘干固化，置于烘箱中60摄氏度固化2h，增加了生产时间和成本。