一种基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI-MS分析方法技术

本发明专利技术涉及基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI

【技术实现步骤摘要】
一种基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI
‑
MS分析方法


[0001]本专利技术涉及质谱分析领域，特别是一种基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI
‑
MS分析方法。

技术介绍

[0002]基质辅助激光解吸电离质谱(matrix assisted laser desorption ionization
‑
mass spectrometry,MALDI
‑
MS)是一种高效的软电离质谱技术，原理是基质与待测分析物形成共结晶，用337nm或355nm波长的激光照射共结晶，此时基质会吸收激光的能量并将能量传递给待测分析物；在这个过程中，质子与分析物结合形成分子离子，后者在电场的作用下飞入质量分析器并根据质荷比(m/z)的不同进行分离和检测(《MALDI MS:A Practical Guide to Instrumentation,Methods and Applications》，2007年，第一版，Wiely出版社)。MALDI
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MS具有检测快速、通量高、灵敏度高、操作简单、无碎片或只产生少量碎片等特点，已经广泛用于多糖、多肽、蛋白质及核酸等高分子量物质的分析检测中，并成为现代分析尤其是生物分析领域核心的研究工具之一(《Advances in MALDI and Laser
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Induced Soft Ionization Mass Spectrometry》，2015年，第一版，Springer出版社)。
[0003]基于MALDI
‑
MS的诸多优势，MALDI
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MS在小分子化合物(分子量小于500Da)分析中的应用受到重视(《Anal Chim Acta》杂志，2017年，987卷，第56页)。然而，采用常规的MALDI
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MS分析策略应用于小分子化合物分析时，常存在一些困难：(1)常用的有机基质在质荷比(m/z)500以下的低质荷比区域内常会出现基质干扰信号。这些信号会干扰待测分析物的解吸/电离效率，同时谱图的解析也会变得更加困难，特别是在检测未知分子量的物质时，很难确定一个峰是该物质的信号峰还是基质干扰峰,这极其不利于对未知待测物的鉴定与分析；(2)一些小分子化合物由于极性低、解吸/电离效率低，传统基质对其分析时检测灵敏度较低，而且由于部分分析物含量较低、样品环境复杂，采用常规的MALDI
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MS分析方法的检测灵敏度难以满足实际检测需求。以上因素严重限制了MALDI
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MS在小分子物质分析上的应用(《Analyst》杂志，2016年，141卷，第3259页)。
[0004]目前，改善MALDI
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MS对于小分子物质分析限制的主要措施是提高目标分析物离子化效率并降低背景信号干扰，主要方法包括：(1)筛选新型基质；(2)对目标分析物进行衍生化。新型基质如多孔硅、无机碳材料、金属氧化合物材料等对小分子化合物的解吸电离机理尚待进一步阐明，且在针对小分子物质进行MALDI
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MS分析，选择基质时仍缺乏确切的理论指导，该策略的普适性较差(《Analytical and Bioanalytical Chemistry》杂志，2018年，410卷，4015页)。而采用衍生化试剂标记目标分析物使其带上固定基团或结构后对其MALDI
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MS分析有突出的优势，可以提高分析物的检测灵敏度和信号强度，降低基质背景信号干扰，以及增加分析物的稳定性和选择性(《Analytical and Bioanalytical Chemistry》杂志，2016年，408卷，第7607页)。现有文献报道的衍生化试剂通常需要制备，且制备过程较为繁琐，因此，依然需要开发一种干扰小、灵敏度高的衍生化策略来有效实现小
分子化合物的MALDI
‑
MS分析。

技术实现思路

[0005]针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI
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MS分析方法，可有效解决目前MALDI
‑
MS用于小分子化合物分析时存在的干扰严重、灵敏度低的问题。
[0006]本专利技术解决的技术方案是，该分析方法包括以下步骤：
[0007]1)选取多环芳烃衍生物：根据目标小分子化合物所含官能团，选择对应的多环芳烃衍生物作为标记试剂，多环芳烃衍生物由多环芳烃骨架和反应基团两部分组成；
[0008]2)衍生化反应：采用多环芳烃衍生物选择性标记目标小分子化合物；
[0009]3)MALDI
‑
MS分析：标记后的产物直接用MALDI
‑
MS进行检测。
[0010]所述的多环芳烃骨架可以是蒽、菲、并四苯、芘、三亚苯、并五苯、苯并[a]芘、碗烯等任一种多环性芳香性骨架。
[0011]所述的小分子化合物可以为含有氨基、羰基、羟基、巯基等基团的分子量在500Da以下的任一种或几种小分子化合物。
[0012]所述的多环芳烃衍生物的反应基团根据目标分析物所含官能团的性质来选择：
①
当目标分析化合物是氨基类化合物时，反应基团可以是酰氯、磺酰氯、异硫氰酸酯、N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯、羧基等；
②
当目标分析化合物是羧酸类物质时，反应基团可以是氨基、肼、酰肼、活性卤代烃、乙酰氯等；
③
当目标分析化合物是羰基类物质时，反应基团可以是肼、酰肼、O
‑
取代羟胺、一级胺、二级胺等；
④
当目标分析化合物是羟基类、酚类物质时，反应基团可以是磺酰氯、乙酰氯等；
⑤
当目标分析物是巯基类化合物时，反应基团可以是基于取代反应的芳香环上的活性卤类、吡啶或喹啉环上的活性卤类、卤代亚甲基类，碘乙酰胺类、磺酰基团类、含硒
‑
氮键(Se
‑
N)基团化合物等，基于加成反应的马来酰亚胺类、苯醌类、α,β
‑
不饱和酮类、方酸类和炔类等。
[0013]所述的MALDI
‑
MS可以是配备有MALDI源或者AP
‑
MALDI源的任一种质谱仪，包括离子肼质谱仪、飞行时间质谱仪、四级杆
‑
飞行时间质谱仪、静电场轨道肼质谱仪、傅里叶变换离子回旋共振质谱仪等。
[0014]所述的选择性标记方式可以是溶液衍生化、原位衍生化等任意一种。
[0015]本专利技术选择了多环芳烃衍生物作为衍生化试剂来衍生小分子化合物后再进行MALDI
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MS分析，从而克服目前MALDI
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MS用于小分子化合物分析时存在的基质干扰严重、灵敏度低的问题，无需额外基质的辅助，扩展MALDI
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MS在小分子化合物检测中的应用范围，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI
‑
MS分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1）选取多环芳烃衍生物：根据目标小分子化合物所含官能团，选择对应的多环芳烃衍生物作为标记试剂，多环芳烃衍生物由多环芳烃骨架和反应基团两部分组成；2）衍生化反应：采用多环芳烃衍生物选择性标记目标小分子化合物；3）MALDI
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MS分析：标记后的产物直接用MALDI
‑
MS进行检测。2.根据权利要求1所述的基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI
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MS分析方法，其特征在于，所述的多环芳烃骨架为蒽、菲、并四苯、芘、
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、三亚苯、并五苯、苯并［a］芘、碗烯的一种。3.根据权利要求1所述的基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI
‑
MS分析方法，其特征在于，所述的小分子化合物为含有氨基、羰基、羟基、巯基基团的分子量在500Da以下的任一种或两种以上的小分子化合物。4.根据权利要求1所述的基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI
‑
MS分析方法，其特征在于，所述的多环芳烃衍生物的反应基团根据目标分析物所含官能团的性质来选择：
①
当目标分析化合物是氨基类化合物时，反应基团为酰氯、磺酰氯、异硫氰酸酯、N
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羟基琥珀酰亚胺酯、羧基；
②
当目标分析化合物是羧酸类物质时，反应基团为氨基、肼、酰肼、活性卤代烃、乙酰氯；
③
当目标分析化合物是羰基类物质时，反应基团为肼、酰肼、O
‑
取代羟胺、一级胺、二级胺；
④
当目标分析化合物是羟基类、酚类物质时，反应基团可以是磺酰氯、乙酰氯；
⑤
当目标分析物是巯基类化合物时，反应基团为基于取代反应的芳香环上的活性卤类、吡啶或喹啉环上的活性卤类、卤代亚甲基类，碘乙酰胺类、磺酰基团类、含硒
‑
氮键 (Se
‑
N) 基团化合物，基于加成反应的马来酰亚胺类、苯醌类、α,β
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不饱和酮类、方酸类和炔类。5.根据权利要求1所述的基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI
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MS分析方法，其特征在于，所述的MALDI
‑
MS为配备有MALDI源或者AP
‑
MALDI源的任一种质谱仪。6.根据权利要求5所述的基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI
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MS分析方法，其特征在于，所述的质谱仪为离子肼质谱仪、飞行时间质谱仪、四级杆
‑
飞行时间质谱仪、静电场轨道肼质谱仪、傅里叶变换离子回旋共振质谱仪的一种。7.根据权利要求1所述的基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI
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MS分析方法，其特征在于，所述的选择性标记方式为溶液衍生化、原位衍生化的一种。8.根据权利要求1所述的基于多环芳烃衍生物标记的小分子化合物的MALDI
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MS分析方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1）选取多环芳烃衍生物：根据目标分析物所含的官能团，购买或者委托试剂合成公司制备合适的多环芳烃衍生物作为标记试剂，该多环...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈迪，徐霞，施学忠，卜鑫淼，张曼玉，王彬，徐鑫丽，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：