新型常压质谱技术及其在生物样品分析中的应用

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 生物样品分析简介
• 1.2 传统的生物样品分析方法
• 1.2.1 荧光光谱法
• 1.2.2 红外光谱法
• 1.2.3 化学发光法
• 1.2.4 核磁共振光谱法
• 1.3 传统质谱方法及其在生物样品分析中的应用
• 1.3.1 毛细管电泳-质谱联用法
• 1.3.2 气相色谱-质谱联用法
• 1.3.3 液相色谱-质谱联用法
• 1.4 新型常压质谱技术及其在生物样品中的应用
• 1.4.1 新型常压质谱技术的概述
• 1.4.2 表面解吸常压化学电离质谱技术及其在生物样品分析中的应用
• 1.4.2.1 DAPCI-MS 的结构及原理
• 1.4.2.2 DAPCI-MS 在生物样品中的应用
• 1.4.3 电喷雾萃取电离质谱技术及其在生物样品分析中的应用
• 1.4.3.1 EESI-MS 的结构及原理
• 1.4.3.2 ND-EESI-MS 的结构及原理
• 1.4.3.3 EESI-MS 在生物样品分析中的应用
• 1.4.4 尖端电喷雾萃取电离质谱技术及其在生物样品分析中的应用
• 1.4.4.1 Tip-Spray-MS 的结构及原理
• 1.4.4.2 Tip-Spray-MS 在生物样品分析中的应用
• 1.5 论文的工作要点及创新点
• 第二章 表面解吸常压化学电离质谱技术在微量血清、痰液分析中的应用
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器和试剂
• 2.2.2 实验条件
• 2.3 结果及讨论
• 2.3.1 血清样品的 DAPCI-MS 的谱图分析
• 2.3.2 血清样品的 DAPCI-MS 谱图的主成分分析
• 2.3.3 痰液样品的 DAPCI-MS 的谱图分析
• 2.3.4 痰液样品的 DAPCI-MS 谱图的主成分分析
• 2.4 小结
• 第三章 中性解吸电喷雾萃取电离质谱技术在痰液分析中的应用
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 ND-EESI-MS 参数和实验条件
• 3.3 结果及讨论
• 3.3.1 痰液的 ND-EESI-MS 条件优化
• 3.3.2 痰液的 ND-EESI-MS 的谱图分析
• 3.3.3 痰液的 ND-EESI-MS 谱图的主成分分析
• 3.4 小结
• 第四章 尖端电喷雾萃取电离质谱技术在组织样品分析中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 质谱条件
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 组织样品的 Tip-Spray-MS 的谱图分析
• 4.3.2 组织样品的高通量分析
• 4.3.3 组织样品的 Tip-Spray-MS 谱图的主成分分析
• 4.4 小结
• 第五章 内部电喷雾萃取电离质谱方法的建立及其在组织样品分析中的应用
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器与试剂
• 5.2.2 质谱条件
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 内部电喷雾萃取电离质谱法的建立
• 5.3.1.1 Internal EESI-MS 建立背景
• 5.3.1.2 Internal EESI-MS 技术结构与原理
• 5.3.2 内部电喷雾萃取电离技术的机理研究
• 5.3.2.1 琼脂中肌酐及口香糖的常压质谱分析
• 5.3.2.2 C18 柱的 Internal EESI 谱图分析
• 5.3.2.3 不同极性 ESI 萃取溶剂对 Internal EESI 的影响
• 5.3.3 内部电喷雾萃取电离质谱法在组织样品分析中的应用
• 5.3.3.1 大蒜叶子的常压质谱分析
• 5.3.3.2 猪肉组织样品的常压质谱分析
• 5.3.3.3 肺组织样品的 Internal EESI 谱图分析
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢