纸芯片—质谱分析方法研究及其在药物分析中的应用
发布时间：2017-05-15 23:11
本文关键词：纸芯片—质谱分析方法研究及其在药物分析中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：质谱分析因具有灵敏度高、选择性好的特点,而广泛应用于生命科学、食品安全、环境安全、疾病诊断等领域。现在质谱的研究领域主要在离子源的开发、进样方式改进、新型离子源的原理及应用,其中离子源的开发是现在质谱领域的一个热点问题。但是现有的一些新型离子源,比如电喷雾离子源(ESI)、化学离子源(CI)、基质辅助激光解析离子源(MALDI)等在分析复杂样品(高盐溶液、生物样品)时,存在明显的离子抑制效应,因此需要对样品进行去除基质的前处理。常用的样品前处理方法是液相色谱(LC)、毛细管电泳(CE)、固相微萃取(SPE)等,这些前处理方法可以满足复杂基质样品的分析,但是问题是前处理过程繁琐、耗时长。因此,人们开发了一系列原位、在线、无需前处理的分析方法,可用于复杂样品的分析,包括纸喷雾离子源(paper spray ionization)、解析电喷雾离子源(DESI)、萃取电喷雾离子源(EESI)。纸喷雾离子源是把样品滴加在纸上,随后加上高电压,然后滴加溶剂,在电势差和毛细管作用力的驱动下溶剂带着样品离子进入质谱入口,实现样品的离子化分析。该方法的材料是纸,具有便宜、方便、便捷、易于得到的特点。但是纸喷雾离子化分析方法因无前处理,在分析复杂样品时,样品中的基质会抑制分析物的信号,导致灵敏度较差,同时商用的质谱仪器因较笨重,而无法实现现场实时分析。本文在纸喷雾离子化分析之前,引入纸芯片,解决了纸喷雾离子化质谱分析的问题。纸芯片是以纸作为芯片的材料,以蜡作为疏水材料,从而在纸上做出亲水性和疏水性相互间隔的通道,实现对溶液流向的有序控制或在纸上修饰一些特异性的基团。因为,纸芯片具有简单、便捷、易于操作、可便携化的特点,因而可用于现场的在线实时分析。本文设计了三种类型的纸芯片,分别解决了大型质谱仪器无法实现现场分析；分析复杂样品(如,干燥血液样品)时,基质抑制现象严重；对蛋白质类的疾病标志物进行分析时,选择性差的问题。本文主要是在纸喷雾离子化质谱分析之前,引入纸芯片技术,实现原位、在线、高灵敏度、高选择性分析。研究内容主要包括三个部分,第一部分,设计了双检测区域的纸芯片,其中一个检测区域用于显色分析,以实现现场的快速筛选,另一个检测区域用于后续的质谱分析,实现对筛选剩余的样品的高灵敏度定性定量分析；第二部分,设计了一种双通道的中空纸芯片,对干燥血液样品的进行前处理。其中,一个通道用于去除血液中的复杂基质,另一个通道用于萃取离子化分析物,实现对干燥血液中样品的低检测限分析。最后实现了药物分析时,检测限降低10到30倍。第二部分,设计了一个双检测区域的纸芯片,其中一个检测区域用于蛋白质类I的疾病标志物的化学发光检测,另一个检测区域用于高选择性的质谱分析检测。奉文成功地在纸芯片上结合了化学发光质谱的检测方法,实现了对蛋白质的定性和低检测限分析。本文开发了一系列的纸芯片质谱联用的装置,分别实现了复杂基质样品中多肽的显色一质谱分析；干燥血液样品中药物的低检测限分析；蛋白质类疾病标志物的高选择性分析。纸芯片结合质谱的分析方法具有高通量、快速、方便、灵敏的特点,我们相信该方法在药物检测、食品安全、环境检测、疾病诊断等相关领域都会有很大的应用前景。
【关键词】：质谱 纸喷雾离子源 纸芯片 干燥血液样品(DBS) 多肽 蛋白质 显色法 化学发光法
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R917;O657.63
【目录】：
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-11
- 第一章 绪论11-22
- 1.1 质谱法简介11-12
- 1.2 敞开式大气压离子源12-15
- 1.2.1 敞开式大气压离子源简介12-14
- 1.2.2 纸喷雾离子源(PS)14-15
- 1.3 纸芯片15-20
- 1.3.1 纸芯片简介16-19
- 1.3.2 纸芯片的检测方法19-20
- 1.4 本论文研究工作的内容与目标20-22
- 第二章 纸芯片用于比色筛选和质谱定性的研究22-32
- 2.1 引言22-23
- 2.2 实验部分23-25
- 2.2.1 仪器与试剂23
- 2.2.2 参数与条件23-25
- 2.3 结果与讨论25-30
- 2.3.1 纸芯片的设计与制作25-26
- 2.3.2 纸芯片检测染料26-27
- 2.3.3 纸芯片检测溶液中高浓度的多肽27-28
- 2.3.4 纸芯片检测生物样品中的血管紧张素28-29
- 2.3.5 纸芯片比色和质谱定量检测血清中的多肽29-30
- 2.4 本章小结30-32
- 第三章 纸芯片监测干燥血液样品中药物的研究32-46
- 3.1 引言32-33
- 3.2 实验部分33-38
- 3.2.1 仪器与试剂33-34
- 3.2.2 参数与条件34-38
- 3.3 结果与讨论38-45
- 3.3.1 纸芯片的设计与制作38-39
- 3.3.2 纸芯片中去基质溶剂的优化39-40
- 3.3.3 纸芯片中萃取溶剂的优化40-42
- 3.3.4 比较纸芯片与传统方法的离子抑制42-43
- 3.3.5 比较纸芯片与传统方法的定量分析43-45
- 3.4 本章小结45-46
- 第四章 纸芯片用于化学发光筛选和质谱定量的研究46-52
- 4.1 引言46-47
- 4.2 实验部分47-49
- 4.2.1 仪器与试剂47
- 4.2.2 参数与条件47-49
- 4.3 结果与讨论49-51
- 4.3.1 纸芯片上化学发光法检测蛋白质49-50
- 4.3.2 纸芯片上质谱法检测蛋白质50-51
- 4.4 本章小结51-52
- 第五章 全文总结52-53
- 参考文献53-61
- 致谢61-63
- 攻读学位期间的研究成果63
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