六方氮化硼纳米片在制备基质溶液中的用途以及质谱检测方法技术

本发明专利技术提出了六方氮化硼纳米片在制备基质溶液中的用途以及质谱检测方法。具体地，本发明专利技术提出了六方氮化硼纳米片在制备基质溶液中的用途，所述基质溶液用于基质辅助激光解吸/电离质谱检测。由此，可以避免基质在分析过程中产生背景峰进而对样品的检测造成干扰，从而提高了质谱检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
六方氮化硼纳米片在制备基质溶液中的用途以及质谱检测方法
本专利技术涉及质谱分析领域，具体地，本专利技术涉及采用基质辅助激光解吸/电离质谱分析小分子的方法。
技术介绍
分子量是有机化合物最基本的理化性质参数。分子量正确与否往往代表着所测定的有机化合物及生物大分子的结构正确与否。基质辅助激光解吸/电离质谱(MALDI-MS)是近年来的一种新型软电离生物质谱，基质辅助激光解吸/电离(MALDI)的原理是用激光照射基质与样品分子形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量传递给样品分子，将质子传递给样品分子或从样品分子中得到质子，从而实现样品分子的电离，可以不产生或产生较少的碎片离子。通常基质辅助激光解析/电离技术采用飞行时间质谱(TOF-MS)作为质量分析手段。它可直接应用于混合物的分析，也可用来检测样品中是否含有杂质及杂质的分子量。分子量也是生物大分子如多肽、蛋白质等鉴定中首要的参数，也是基因工程产品报批的重要数据之一。MALDI-TOF的准确度高达0.1％～0.01％，远远高于目前常规应用的聚丙烯酰胺凝胶(SDS)电泳与高效凝胶色谱技术。MALDI-TOF-MS具有操作简单、快速、谱图直观、能耐受一定浓度的盐和去垢剂等特点，特别适合于混合多肽、蛋白、寡核苷酸的精确质量数测定，其测定质量数范围最高可达40万Da以上，灵敏度可达10-15～10-18摩尔，质量准确度可达5ppm。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)。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，从而完成对待测物质的检测。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，并正扮演着越来越重要的作用。然而由于基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)常用的基质(例如α-腈基-4-羟基肉桂酸(CHCA)、2,5-二羟基苯甲酸(DHB)、芥子酸(SA)、3-羟基-2-吡啶甲酸(3-HPA)、蒽三酚(DI)以及3-氨基喹啉(3-AQ)等)在分析过程中发生碎裂及分子之间的缔合等，常常会在质荷比(m/z)小于1000的范围内产生严重的基质背景干扰现象，因此严重影响分析质荷比小于1000的小分子化合物的效果。目前，纳米材料(包括纳米金、纳米银、碳量子点、石墨烯、TiO2、TiN、Si)在激光解吸/电离离子源质谱分析中已经可作为基质应用，辅助分析多种有机化合物。然而，用于基质辅助激光解吸/电离质谱的基质以及基于基质辅助激光解吸/电离质谱分析小分子的方法仍有待改进。
技术实现思路
本申请是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识作出的：尽管纳米材料基质相对于传统有机基质，已经极大程度地减小了低分子量背景干扰，但复杂的制备和昂贵的成本令这一方法难以普及。因此，寻找一种操作制备简单、成本低廉、灵敏度高、在检测范围内没有背景干扰的基质，对当前MALDI-MS分析具有重要的意义。专利技术人经过深入研究以及大量实验发现，六方氮化硼(h-BN)纳米片在兼具纳米基质材料优点的同时，具有较高的热传导性以及稳定性，高抗氧化性以及良好的化学稳定性。六方氮化硼纳米片，即所谓的“白石墨烯”，由数层六方氮化硼构成。它具有独特的物化性质，例如高的能带宽、良好的电绝缘性、具有紫外光致发光特性、高热传导性以及良好的稳定性(真空中超过3000开)等。并且，h-BN纳米片具有的高比表面积以及B-N键的极性有利于h-BN纳米片与其他分子发生如相互作用，并且能够提供良好的吸附性能。此外，专利技术人经过大量实验证实，h-BN纳米片在低质量范围内，即质荷比(m/z)为0～1500范围内完全没有背景干扰。因此，可以将h-BN纳米片作为基质，用于MALDI-MS。本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种采用六方氮化硼纳米片作为基质的MALDI-MS分析小分子的方法。采用该方法分析质荷比为0～1500范围内的小分子，分析结果不受基质的背景峰干扰，因此提高了分析结果的准确性。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了六方氮化硼纳米片在制备基质溶液中的用途，所述基质溶液用于基质辅助激光解吸/电离质谱检测。由此，可以避免基质在分析过程中产生背景峰进而对样品的检测造成干扰，从而提高了质谱检测的准确性。在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种样品检测的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将基质溶液与样品混合，所述基质溶液含有六方氮化硼纳米片；以及(2)将步骤(1)中所得到的混合物加入到基质辅助激光解吸/电离质谱仪中，以便对所述样品进行基质辅助激光解吸/电离质谱检测。由此，可以采用含有六方氮化硼纳米片的基质溶液辅助待测物进行电离，进而可以提高质谱检测的效果以及检测结果的准确性。根据本专利技术的实施例，所述样品为质荷比为0～1500的分子。由此，可以利用根据本专利技术实施例的方法，实现上述样品的质谱检测，进而扩展该方法的应用范围。根据本专利技术的实施例，所述样品是生物组织切片，并且所述方法进一步包括：(3)基于所述基质辅助激光解吸/电离质谱检测的结果，构建所述生物组织切片的图像。由此，可以利用该方法实现质谱成像分析，进而可以扩展该方法的应用范围。根据本专利技术的实施例，在该方法中，步骤(1)进一步包括：(1-1)将所述六方氮化硼纳米片与溶剂混合，以便获得所述基质溶液，其中，所述六方氮化硼纳米片的浓度为0～1mg/ml，所述溶剂包括选自水、甲醇、乙醇以及乙腈的至少之一，任选地，所述六方氮化硼纳米片的浓度为0.1～1mg/ml；以及(1-2)将所述样品与所述基质溶液等体积混合，其中，所述样品与所述基质溶液的浓度比为(1～5mmol/L)：(0～1mg/ml)，任选地，所述样品与所述基质溶液的浓度比为1mmol/L：0.25mg/ml。其中，当基质溶液与样品溶液的混合物中基质溶液的含量过低时，无法有效地辅助样品发生电离，而当基质溶液含量过高时，则会造成基质的浪费。由此，当样品与基质溶液的浓度比例为上述范围内时，可以保证样品的有效电离同时不会造成基质溶液的浪费，进而进一步提高质谱检测的检测效果。在本专利技术的又一方面，本专利技术提出了一种通过质谱法检测质荷比为0～1500的小分子的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将六方氮化硼纳米片与溶剂混合，以便获得基质溶液，其中，所述六方氮化硼纳米片的浓度为0～1mg/ml，所述溶剂包括选自水、甲醇、乙醇以及乙腈的至少之一，并且，将所述小分子与所述溶剂混合，以便获得小分子溶液，所述小分子溶液的浓度为1mmol/L；将所述基质溶液与所述小分子溶液按照体积比为1:1进行混合，以便形成混合样品；(2)将1μl所述混合样品加入到靶板上，并在空气中干燥，以便除去所述溶剂；以及(3)将步骤(2)中获得的所述靶板放入质谱仪中，以便完成所述质谱检测，其中，所述质谱仪为基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱仪，所述质谱检测采用负离子模式，所述质谱检测条件为：加速电压为19.000kv，延迟引出电压为14.920kv，反射器电压为20.000kv，透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
六方氮化硼纳米片在制备基质溶液中的用途，所述基质溶液用于基质辅助激光解吸/电离质谱检测。

【技术特征摘要】
1.六方氮化硼纳米片在制备基质溶液中的用途，所述基质溶液用于基质辅助激光解吸/电离质谱检测。2.一种样品检测的方法，其特征在于，包括：(1)将基质溶液与样品混合，所述基质溶液含有六方氮化硼纳米片；以及(2)将步骤(1)中所得到的混合物加入到基质辅助激光解吸/电离质谱仪中，以便对所述样品进行基质辅助激光解吸/电离质谱检测。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述样品为质荷比为0～1500的分子。4.根据权利要求2所述的方法，所述样品是生物组织切片，并且所述方法进一步包括：(3)基于所述基质辅助激光解吸/电离质谱检测的结果，构建所述生物组织切片的图像。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：(1-1)将所述六方氮化硼纳米片与溶剂混合，以便获得所述基质溶液，其中，所述六方氮化硼纳米片的浓度为0～1mg/ml，所述溶剂包括选自水、甲醇、乙醇以及乙腈的至少之一，任选地，所述六方氮化硼纳米片的浓度为0.1～1mg/ml；以及(1-2)将所述样品与所述基质溶液等体积混合，其中，所述样品与所述基质溶液的浓度比为(1～5mmol/L)：(0～1mg/ml)，优选地，所述样品与所述基质溶液的浓度比为1mmol/L：0.25mg/ml。6.一种通过质谱法检测质荷比为0～1500的小分子的方法，其特征在于，包括：(1)将六方氮化硼纳米片与溶剂混合，以便获得基质溶液，其中，所述六方氮化硼纳米片的浓度为0～1mg/ml，所述溶剂包括选自水、甲醇、乙醇以及乙腈的至少之一，并且，将所述小分子与所述溶剂混合，以便获得小分子溶液，所述小分子溶液的浓度为1mmol/L；将所述基质溶液与所述小分子溶液按照体积比为1:1进行混合，以便形成混合样品；(2)将1μl所述混合样品加入到靶板上，并在空气中干燥，以便除去所述溶剂；以及(3)将步骤(2)中获得的所述靶板放入质谱仪中，以便完成所述质谱检测，其中，所述质谱仪为基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱仪，所述质谱检测采用负离子模式，所述质谱检测条件为：加速电压为19.000kv，延迟引出电压为14.920kv，反射器电压为20.000kv，透镜电压为7.000kv，频率为1.000Hz，激光器能量为75-80％，累加次数为90次。7.一种通过质谱法检测水体污染物的方法，其特征在于，包括：(1)将六方氮化硼纳米片与溶剂混合，以便获得基质溶液，其中，基于所述基质溶液的总体积，所述六方氮化硼纳米片的浓度为0～1mg/ml，所述溶剂包括选自水、甲醇、乙醇以及乙腈的至少之一，并且，将污水与体积比为1：1的甲醇与水的混合物进行混合，配置水体污染物待测液，将所述基质溶液与所述水体污染物待测液混合，以便形成混合样品；(2)将1μl所述混合样品加入到靶板...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂宗秀，孙洁，王佳宁，何清，陈素明，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11