[發(fā)明專利]用于基質(zhì)輔助激光解析電離質(zhì)譜的陣列芯片及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610412641.7
• 申請(qǐng)日: 2016-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN107490615B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林金明;王靜;李海芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/64
• 分類號(hào): G01N27/64;G01N1/34
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;王春霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及細(xì)胞代謝物的樣品前處理及質(zhì)譜分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于基質(zhì)輔助激光解析電離質(zhì)譜的陣列芯片及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

眾所周知，基質(zhì)輔助激光解析電離質(zhì)譜(MALDI-MS)是近年來發(fā)展起來的一種新型的軟電離生物質(zhì)譜，其無論是理論上還是設(shè)計(jì)上都是十分簡(jiǎn)單和高效的。MALDI-MS適用于生物大分子如蛋白質(zhì)和聚合物等的檢測(cè)分析，但是在小分子范圍內(nèi)卻有來自有機(jī)基質(zhì)的雜峰，這就干擾了基質(zhì)輔助激光解吸電離質(zhì)譜對(duì)小分子的分析檢測(cè)，限制了該分析方法的應(yīng)用。

此外，谷胱甘肽是一種含有巰基的小分子化合物，它在人體內(nèi)含量十分豐富，是體內(nèi)所有細(xì)胞中濃度最大的多肽，尤其是在肝臟當(dāng)中，幾乎存在于所有的生物組織中。谷胱甘肽含有特征官能團(tuán)巰基，這使得這個(gè)三肽參與到生命活動(dòng)中的很多過程中來，在人體內(nèi)扮演著很重要的生理作用，比如，可以調(diào)節(jié)體內(nèi)活性氧簇的代謝平衡，激活細(xì)胞內(nèi)的基因轉(zhuǎn)錄等。

鑒于此，人們已經(jīng)開發(fā)了多種谷胱甘肽的分析檢測(cè)方法。常見的分離方法有高效液相色譜法、氣相色譜法、探針法等，常見的檢測(cè)方法有熒光光譜法、紫外檢測(cè)法、質(zhì)譜法等。由于巰基在空氣中很容易被氧化，因此這些常見的谷胱甘肽的分析方法都需要對(duì)谷胱甘肽進(jìn)行衍生化，文獻(xiàn)Küster,A.；Tea,I.；Sweeten,S.；Rozé,J-C.；Richard J.Robins,R.J.；Darmaun,D.Anal Bioanal Chem 2008,390,1403-12中報(bào)導(dǎo)開發(fā)了一種快速有效的用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用的方法分析血液中的谷胱甘肽，他們用N，S-羧乙基二甲基酯將谷胱甘肽進(jìn)行衍生化，分析臍帶血樣品中的谷胱甘肽。但是衍生化存在弊端，首先對(duì)谷胱甘肽進(jìn)行衍生化就是一個(gè)比較復(fù)雜的步驟，其次部分衍生化試劑是很容易分解的，這就干擾了谷胱甘肽的檢測(cè)，有的衍生化過程需要比較長的時(shí)間并且放熱導(dǎo)致溶液溫度比較高。因此除了依托衍生化方法分析谷胱甘肽，新的檢測(cè)方法亟待開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供用于基質(zhì)輔助激光解析電離質(zhì)譜的陣列芯片及其制備方法與應(yīng)用，該陣列芯片既可以特異性富集含有巰基的小分子化合物谷胱甘肽，又可以接收激光能量并將能量傳遞給分析物谷胱甘肽輔助其解吸電離，避免了傳統(tǒng)有機(jī)基質(zhì)的使用及傳統(tǒng)基質(zhì)而帶來的在小分子范圍內(nèi)的干擾峰。

本發(fā)明提供的陣列芯片，它包括由基底層和微孔陣列層組成的微坑陣列層；在所述基底層上，每個(gè)微坑的底部為具有錐孔的多孔結(jié)構(gòu)，所述微坑的底部的表面上負(fù)載 有金納米粒子，所述錐孔的底部沉積有銀納米粒子。

上述的陣列芯片中，所述錐孔的高度可為100～150nm，直徑可為100～200nm，孔間距可為10～50nm。所述錐孔可由所述銀納米粒子向所述基底層內(nèi)陷形成。

上述的陣列芯片中，所述銀納米粒子的直徑可為100～200nm；所述金納米粒子的直徑可為10～20nm。

上述的陣列芯片中，所述基底層可為硅基底層；所述微孔陣列層可由光刻膠制成。由于微坑陣列及其之間的間隙親疏水性會(huì)有差別，這種差異性保證了樣品分析時(shí)不會(huì)交叉污染，同時(shí)又做到了高通量分析。

上述的陣列芯片中，所述微孔陣列層的厚度可為0.1～1mm，微孔的直徑可為0.1～2mm，微孔的間距可為1～5mm。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了上述陣列芯片的制備方法，包括如下步驟：

(1)制備由基底層和微孔陣列層組成的微坑陣列層；

(2)在所述基底層上，將每個(gè)微坑的底部制成具有錐孔的多孔結(jié)構(gòu)，且在所述錐孔的底部沉積銀納米粒子；

(3)在所述基底層上，在所述微坑的底部的表面生成金納米粒子。

上述的制備方法中，所述基底層可為硅基底層；

步驟(2)包括如下步驟：

2-1)將步驟(1)中所述微坑陣列層浸泡在氫氟酸的水溶液中進(jìn)行酸化處理，然后置于含有硝酸銀和氫氟酸的混合溶液中，所述微坑的表面沉積上銀納米粒子；

2-2)將經(jīng)步驟2-1)處理的微坑陣列層浸泡在氫氟酸和過氧化氫的混合溶液中，靜置，所述銀納米粒子垂直陷入所述硅基底層中形成底部沉積有銀納米粒子的錐孔，所述微坑的底部形成具有錐孔的多孔結(jié)構(gòu)；

步驟(3)的操作如下：

將經(jīng)步驟(2)處理的微坑陣列層浸泡在氫氟酸的水溶液中進(jìn)行酸化處理，然后置于氯金酸的水溶液中，在所述微坑的底部的表面原位生成金納米粒子，即可得到所述陣列芯片。

本發(fā)明方法主要基于金屬輔助化學(xué)腐蝕原理。