新型质谱电离方法的改进及其在细胞分析中的应用

发布时间：2017-08-13 18:24

  本文关键词：新型质谱电离方法的改进及其在细胞分析中的应用

  更多相关文章： 电离源 直接细胞测试 单细胞质谱 仪器测评

【摘要】：质谱测试是一个将目标物引入到离子源,被电离后再传输到检测器,根据其质荷比的差异进行区分的过程。这个过程中,离子化方式不但决定了样品引入方式,还影响着目标物最终的出现形式,如是否有碎片,带多电荷等。因此,离子源是质谱仪器的“心脏”。常见的电离方式多种多样,如基质辅助激光解吸电离(MALDI)、电喷雾电离(ESI)、解吸电喷雾电离(DESI)等。上述方法都能有效完成样品电离,且在各大商品仪器中有了较为广泛的应用,但同时也都有各自的局限性,如MALDI要求必须在真空条件下完成电离,结构复杂；ES1只能分析液体样本限制了其可检测物质的范围；DESI的电离效率有待加强。由此,本文进行了两种电离方式,即表面解吸常压化学电离和纳升级电喷雾电离的探索,两者均为质谱分析中的重要手段,并将其应用于细胞检测中。第一个工作报道了一种利用表面解吸常压化学电离(SDAPCI)的方式对细胞进行直接分析的方法。本工作中通过对辅助喷雾溶剂流速和氮气表压的优化实验,分别选择了20μL/min和1.5 MPa来获得相对较高的信噪比,在此条件下实现了使用敞开式电离源SDAPCI对细胞膜内负载物荧光素及细胞膜上磷脂的同时检测。引入下置接地探针进一步增强局域性的电势梯度,通过COMSOL软件对电势分布和粒子在电场中的运动情况进行模拟,从理论和实践出发双重验证了该方法提高离子化效率的有效性。第二个工作报道了利用一种改进型纳喷雾电离(Nano-ESI)的离子化方式对单细胞内容物进行分析的方法。该离子化方法是将极少量含盐样品灌注于毛细管针尖,后部灌入辅助离子化溶剂,在高电压下将样品离子化,进入质谱检测器中检测。利用显微操作系统准确操控毛细管针尖进入细胞内部,使用显微注射系统抽取细胞内容物,使用改进Nano-ESI-MS方法进行细胞内容物分析。利用提前负载入细胞内的荧光素作为标志分子,本文论证了该单细胞原位显微操作取样,质谱测试方法的可行性。进一步地尝试用该方法,结合单细胞显微注射负载技术,进行PKC生物通路的质谱摸索,检测出单细胞内的PKC多肽底物。此单细胞质谱方法可一次得到单个细胞的多种信息,在生物学或生物化学研究中有一定应用前景。第三部分是一份禾信常压电离飞行时间质谱(API-TOFMS)和安捷伦四级杆飞行时间质谱(Q-TOFMS)仪器性能对比测评报告,从仪器性能参数、多种离子源兼容性和标准品测试等方面评估仪器总体性能。
【关键词】：电离源 直接细胞测试 单细胞质谱 仪器测评
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q2-33;O657.63
【目录】：

• 中文摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-35
• 1.1 质谱仪器概述12-19
• 1.1.1 样品引入系统12-14
• 1.1.2 离子化源14-15
• 1.1.3 质量分析器15-17
• 1.1.4 检测器17-18
• 1.1.5 质谱仪器发展趋势及我国研发现状18-19
• 1.2 质谱电离技术19-29
• 1.2.1 电子轰击电离和化学电离20-21
• 1.2.2 激光解吸及基质辅助激光解吸电离21-23
• 1.2.3 常压敞开式离子源23-28
• 1.2.3.1 喷雾电离与电喷雾电离23-24
• 1.2.3.2 电喷雾解吸电离和电喷雾萃取电离24-26
• 1.2.3.3 常压化学电离26
• 1.2.3.4 表面解吸常压化学电离26-28
• 1.2.4 小结28-29
• 1.3 质谱分析的细胞应用29
• 1.4 本论文的研究内容及目的29-31
• 参考文献31-35
• 第二章 表面解吸常压化学电离(SDAPCI)源的探索及其在细胞原位检测中的应用35-54
• 2.1 前言35-36
• 2.2 实验部分36-39
• 2.2.1 试剂与仪器36-37
• 2.2.2 荧光素等标准品的制备37
• 2.2.3 细胞内荧光素的负载37-38
• 2.2.4 表面解吸常压化学电离(SDAPCI)源的搭建38-39
• 2.2.5 质谱检测39
• 2.3 结果与讨论39-51
• 2.3.1 SDAPCI源条件的优化及标准品测试39-44
• 2.3.2 SDAPCI源对细胞内荧光素及细胞膜磷脂的直接测试44-45
• 2.3.3 改进型SDAPCI源有效提高整体信号强度45-51
• 2.4 结论51-52
• 参考文献52-54
• 第三章 纳喷雾电离(Nano-ESI)源的改进及其在单细胞检测中的应用探索54-67
• 3.1 前言54-56
• 3.2 实验部分56-59
• 3.2.1 试剂与仪器56
• 3.2.2 Nano-ESI方法耐盐性能测试56-57
• 3.2.3 Hela细胞负载处理57-58
• 3.2.3.1 荧光素负载57
• 3.2.3.2 PKC底物胞饮负载57-58
• 3.2.3.3 单细胞显微注射负载58
• 3.2.4 单细胞显微操作取样及质谱分析58
• 3.2.5 质谱测试58-59
• 3.3 结果与讨论59-64
• 3.3.1 Nano-ESI方法耐盐性能测试59-60
• 3.3.2 单细胞原位显微操作取样质谱分析60-61
• 3.3.3 单细胞内PKC生物学通路的质谱探索61-64
• 3.4 结论64-66
• 参考文献66-67
• 第四章 禾信常压电离飞行时间质谱(API-TOFMS)和安捷伦四级杆飞行时间质谱(Q-TOFMS)仪器性能对比测评报告67-91
• 4.1 前言67
• 4.2 仪器性能指标对比67-70
• 4.2.1 分辨率检测限对比测试67-69
• 4.2.2 质量精度对比测试69-70
• 4.2.3 小结70
• 4.3 仪器离子源测试70-72
• 4.3.1 电喷雾萃取电离源测试70-71
• 4.3.2 表面解吸常压化学电离源测试71-72
• 4.4 标准品电喷雾测试72-90
• 4.4.1 标准品电喷雾测试情况72-73
• 4.4.2 标准品电喷雾测试质谱图73-90
• 4.5 小结90-91
• 附录91-92
• 致谢92-93

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本文编号：668704