新型常压质谱技术及其在生物样品分析中的应用

发布时间：2019-07-13 15:47

【摘要】：质谱技术因其具有高灵敏度、高准确性、快速、易于自动化等特点，已逐渐成为生命科学研究领域中不可或缺的分析手段。在传统的质谱分析中，生物样品通常需要经过分离、萃取等较复杂的预处理过程，耗时费力，而且很可能会损失样品中的一些有用信息。近年来，出现了多种新型的常压质谱技术，使得生物样品可以在只需极少甚至不需要预处理的条件下直接在常压环境中完成离子化并被引入质谱仪分析。这些新型的质谱技术推动了生命分析领域的迅速发展。本论文介绍了几种新型常压质谱技术在血清、痰液及生物组织分析中的应用，主要内容包括： 1.无需样品预处理，采用自制的纳升级微量取样器，利用DAPCI-MS技术对微量血清和痰液进行直接分析，并结合多元统计主成分分析法（PCA）进行数据处理。结果表明，DAPCI能检测出微量血清和痰液中丰富的样品信息，证明了耦合微量取样器的DAPCI-MS技术，是一种微创、简易、灵敏的的技术手段，适用于珍稀样品的分析。 2.无需复杂样品预处理，利用ND-EESI-MS技术，对非小细胞肺癌（NSCLC）患者和非肺癌志愿者的痰液样品进行直接分析，并结合PCA进行数据处理。结果表明，ND-EESI-MS技术能耐受粘稠基质的影响，有效地解吸并检测痰液样品中的小分子化合物，且利用PCA能有效区分NSCLC组和对照组，说明该方法结合PCA，有助于快速、无创地诊断NSCLC。 3.无需样品预处理，利用Tip-Spray-MS技术，对生物组织进行直接分析，并结合PCA进行数据处理。结果表明，Tip-Spray-MS技术具有快速、灵敏、高通量、需样量少等特点，可作为临床活组织检测的辅助分析手段，，且利用PCA能有效区分肺癌组与对照组，为肺癌的早期诊断提供了新的技术思路。 4.开发了内部电喷雾萃取电离质谱（Internal EESI-MS）技术，探索了InternalEESI的机理，并利用该技术对生物组织进行了直接分析。结果表明，萃取解吸附作用在Internal EESI过程中起重要作用，且该方法用于生物组织分析，具有较高的灵敏度，能萃取出样品内部大量的物质。而选择不同极性的ESI溶剂，可以获取样品中不同的物质信号，从而能更全面的获取样品内部信息，可为临床组织活检提供更多的生物组织中的化学信息。
文内图片： DAPCI的示意图

图片说明：图 1.1 DAPCI 的示意图a 无气液辅助的 DAPCI；b 有气液辅助的 DAPCIFig 1.1 Schematic illustration of the DAPCI sourcea) Schematic illustration of DAPCI without any gas or liquild; (b) Schematic illustration of DAPCIwith gas and liquild auxiliaryDAPCI 具有以下特点：（1）能产生高密度的初级试剂离子，因此具有比 DESI离子源更高的灵敏度，对弱极性和非极性物质都有较高的灵敏度。（2）两种工作模的灵活应用，可以对粉末、固体、液体等多种形态物质进行快速检测。（3）可以在任何有毒化学试剂的条件下工作，对样品无污染，有利于对珍惜样品进行无损分析。4）由于辅助气体和液体都可以根据实际样品的不同物化性质进行相应的调整，可更好的提高离子化效率。（5）可以方便的与各种常见的质谱仪联用，且已经研制出自动化的 DAPCI 离子源，方便进行更精确的三维调节，提高了该技术的灵敏度和确性。因此，该方法具有灵敏度较高、选择性好、适用范围宽、易于小型化等特点，用于药品、食品、生物样品等实际样品的非破坏、无污染检测。.2.2 DAPCI-MS 在生物样品中的应用
文内图片： EESI的原理示意图

图片说明：有灵敏度高、解吸能力强等特点，在生物样品分析APCI 能将大分子带上更多电荷，缩小蛋白检测范仪器检测超高分子量大分子。电离质谱技术及其在生物样品分析中的应结构及原理离（EESI）技术最早是为了实时在线的连续监测液技术。常规的 EESI 源主要由电喷雾通道和样品引于产生初级带电试剂（甲醇或水）液滴，与样品敞的三维空间内进行发生碰撞，进行在线的液液萃物被萃取电离，在 N2的吹扫、干燥及较高温度的剂过程，使得被分析物由凝聚相进入气相，形成待操作相对灵活，在实验中可根据样品的形态和待调整，以达到最好的检测效果。可调节的仪器条样口的角度（α），距离（a），电喷雾通道与样品通化气流速、试剂和样品流速、电离电压等。
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R115;O657.63

【参考文献】