[發(fā)明專利]一種表面等離子體共振與質(zhì)譜聯(lián)用裝置及使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710156419.X
• 申請(qǐng)日: 2017-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN106841491A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉虎威;白玉;張一丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N30/88
• 分類號(hào): G01N30/88
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11360
• 代理人: 李稚婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分析化學(xué)中表面等離子體共振技術(shù)與質(zhì)譜技術(shù)的聯(lián)用方法，具體涉及一種用于實(shí)現(xiàn)表面等離子體共振與質(zhì)譜在線聯(lián)用的裝置，以及該裝置的搭建和使用方法。

背景技術(shù)

表面等離子體共振(surface plasmon resonance,SPR)技術(shù)是一種用于檢測(cè)物質(zhì)相互作用的分析方法，通常用于分子間相互作用(例如蛋白質(zhì)相互作用、蛋白質(zhì)-藥物小分子相互作用等)的分析。在分析過程中，先將相互作用反應(yīng)的一個(gè)反應(yīng)物通過共價(jià)鍵、靜電作用、分子間作用力等方式修飾在表面等離子體共振分析儀器的檢測(cè)芯片表面，再將另一個(gè)(或幾個(gè))反應(yīng)物溶解后流動(dòng)通過該檢測(cè)芯片的表面。當(dāng)發(fā)生相互作用反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物的結(jié)合或解離將導(dǎo)致檢測(cè)芯片的表面性質(zhì)發(fā)生改變，最終反映為儀器信號(hào)的改變。表面等離子體共振分析技術(shù)無(wú)法提供被檢測(cè)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，因此只能用于針對(duì)已知結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的相互作用的檢測(cè)分析之中。若想要獲得相互作用體系中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，必須與其他分析技術(shù)聯(lián)合使用。

質(zhì)譜(mass spectrometry,MS)技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析鑒定的技術(shù)。質(zhì)譜儀由離子源、質(zhì)量分析器和其他系統(tǒng)(如真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等)組成，分析時(shí)通過離子源將樣品離子化，再通過質(zhì)量分析器獲得樣品離子(包括樣品的分子離子、準(zhǔn)分子離子、碎片離子等)的質(zhì)荷比，從而給出特定樣品在特定分析條件下的質(zhì)譜圖。質(zhì)譜圖能夠提供樣品的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)等信息，是進(jìn)一步推斷樣品分子結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)。由于質(zhì)譜技術(shù)所能提供的強(qiáng)大定性分析能力，許多涉及結(jié)構(gòu)鑒定的分析方法中都利用了質(zhì)譜技術(shù)，例如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)等。基于這些特性，表面等離子體共振技術(shù)若能和質(zhì)譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)聯(lián)用，則能夠在一次分析過程中同時(shí)獲得關(guān)于相互作用反應(yīng)的有關(guān)數(shù)據(jù)以及反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)信息，這對(duì)于涉及未知物質(zhì)的相互作用體系研究具有重要意義。在表面等離子體共振與質(zhì)譜技術(shù)聯(lián)用的實(shí)現(xiàn)過程中，這兩種分析方法之間的接口技術(shù)，通常即質(zhì)譜的離子源技術(shù)對(duì)聯(lián)用過程能否實(shí)現(xiàn)具有重要作用，也是相關(guān)研究的熱點(diǎn)。

目前文獻(xiàn)中報(bào)導(dǎo)了部分表面等離子體共振-質(zhì)譜聯(lián)用的方法和裝置。例如，文獻(xiàn)“BIA/MS:Interfacing Biomolecular Interaction Analysis with Mass Spectrometry(Krone,J.R.；Nelson,R.W.；Dogruel,D.；Williams,P.；Granzow,R.Analytical Biochemistry.1997,244,124-132)”中使用了基質(zhì)輔助激光解吸電離(matrix-assisted laser desorption ionization,MALDI)技術(shù)作為接口技術(shù)，使用MALDI作為離子源，電離表面等離子體共振檢測(cè)芯片表面的物質(zhì)，進(jìn)而通過質(zhì)譜進(jìn)行檢測(cè)。再如，文獻(xiàn)“Combination of Biomelecular Interaction Analysis and Mass Spectrometric Amino Acid Sequencing(Natsume,T.；Nakayama,H.；Jansson,O.；Isobe,T.；Takio,K.；Mikoshiba,K.Analytical Chemistry 2000,72,4193-4198.)”中使用電噴霧(electrospray ionization,ESI)技術(shù)作為接口技術(shù)，通過ESI電離源電離表面等離子體共振的被分析溶液中的物質(zhì)并進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)。根據(jù)對(duì)現(xiàn)有資料的檢索，目前所報(bào)道的表面等離子體共振-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)主要使用MALDI或ESI作為接口技術(shù)(同時(shí)它們也是質(zhì)譜部分的離子源)，另外僅有一篇文獻(xiàn)“Interface for Online Coupling of Surface Plasmon Resonance to Direct Analysis in Real Time Mass Spectrometry(Zhang Y.,Li X.,Nie H.,Yang L.,Li Z.,Bai Y.,Niu L.,Song D.,Liu H.Analytical Chemistry 2015,87,6505-6509)”報(bào)導(dǎo)了采用實(shí)施直接分析離子源(direct analysis in real time ion source,DART離子源)作為接口技術(shù)，將表面等離子體共振分析溶液噴霧后用DART源離子化進(jìn)而進(jìn)行質(zhì)譜分析的工作。以MALDI作為接口技術(shù)存在下述問題。1、只能進(jìn)行離線聯(lián)用，即無(wú)法在進(jìn)行表面等離子體共振分析的同時(shí)利用質(zhì)譜檢測(cè)表面等離子體共振的分析溶液。目前無(wú)報(bào)道指出MALDI技術(shù)可以用于實(shí)時(shí)、直接地分析表面等離子體共振分析過程中的分析溶液，而只能待表面等離子體共振分析過程完成之后，收集分析溶液或者針對(duì)分析芯片進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)。2、操作過程復(fù)雜。MALDI分析所需要的基質(zhì)準(zhǔn)備、點(diǎn)樣等操作步驟均無(wú)法省略。采用ESI作為接口技術(shù)存在下述問題。1、雖然有時(shí)命名為在線聯(lián)用，但實(shí)際上仍不是實(shí)時(shí)、直接地實(shí)現(xiàn)，通常需要額外的富集、洗脫等步驟或設(shè)備。2、對(duì)樣品及溶液性質(zhì)有限制。ESI離子源無(wú)法耐受含有高濃度難揮發(fā)鹽的溶液，故對(duì)表面等離子體共振的分析體系有限制。采用DART源的接口技術(shù)雖然實(shí)現(xiàn)了表面等離子體共振與質(zhì)譜的實(shí)時(shí)直接在線聯(lián)用且能夠耐受一定程度的非揮發(fā)性鹽的存在，但由于DART源自身電離原理的限制，它適用的樣品種類有限，對(duì)許多樣品離子化程度低，影響整個(gè)聯(lián)用系統(tǒng)和分析方法的檢測(cè)靈敏度。基于此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了基于另外一種離子化方法的表面等離子體共振與質(zhì)譜聯(lián)用的技術(shù)。