基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱的新基质及其应用

论文摘要

DIOS-MS技术在低分子量范围内克服了有机基质离子信号的干扰,实现了对小分子化合物和肽段的分析。大多数酶的底物都为小分子化合物,采用DIOS-MS技术检测酶催化底物生成的产物,可以监测酶的催化活性。胰蛋白酶修饰的多孔硅晶片对蛋白的原位酶解和原位肽谱分析提供了一个快速的和灵敏的工具。在对蛋白细胞色素C和牛血清白蛋白的鉴定上,取得了良好的序列覆盖度。亚胺二乙酸衍生的多孔硅表面可以对含有干扰物如尿素和表面活性剂的蛋白质样品进行预处理,通过清洗其表面,从而实现对蛋白质分子的MALDI质谱分析。此外,衍生化的多孔硅表面还可以转化为铁离子衍生的多孔硅表面,能从磷酸化蛋白酶解产物特异性地和选择性地纯化和富集磷酸化肽段。我们筛选出应用于MALDI分析的新基质3, 4-二氨基苯基苯甲酮,新基质对样品溶液中的污染物如盐酸胍和尿素表现出相对较好的抗干扰能力。此外, 3, 4-二氨基苯基苯甲酮在MALDI质谱分析中能有效抑制金属离子的加和现象。通过电弧法制备的多壁碳纳米管首次用作MALDI基质,用于代替有机基质检测样品分子,发展了碳纳米管上的解吸离子化飞行时间质谱技术分析小分子化合物。在脉冲激光的照射下,碳纳米管充当有机基质吸收能量,然后传递给样品分子,成功实现了对小肽,药物,糖类化合物和核苷类小分子化合物的分析。该方法为MALDI质谱在小分子化合物分析中的应用提供了新的途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 第一节 基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）
• 1.1.1 MALDI TOF-MS 简介
• 1.1.2 MALDI TOF-MS 发展简史
• 1.1.3 MALDI 基本原理
• 1.1.4 MALDI 基体及其分类
• 1.1.5 MALDI-TOF-MS 的应用
• 1.1.5.1 多肽与蛋白质分析
• 1.1.5.2 磷酸化肽段检测
• 1.1.5.3 核苷酸的分析
• 1.1.5.4 高分子化合物分析
• 1.1.5.5 定量方法
• 第二节 多孔硅表面的解吸离子化飞行时间质谱（DIOS-MS）
• 1.2.1 前言
• 1.2.2 多孔硅的制备方法
• 1.2.3 多孔硅的特性
• 1.2.4 多孔硅表面的化学反应
• 1.2.4.1 多孔硅表面的氧化反应
• 1.2.4.2 多孔硅表面的光催化反应
• 1.2.5 多孔硅的应用研究
• 1.2.5.1 多孔硅表面的解吸离子化飞行时间质谱
• 1.2.5.2 多孔硅的电致发光和光致发光器件
• 1.2.5.3 多孔硅作为生物化学和蛋白组学研究的支持平台
• 参考文献
• 第二章 多孔硅和衍生化多孔硅表面的解吸离子化飞行时间质谱
• 第一节 多孔硅表面的解吸离子化飞行时间质谱
• 2.1.1 引言
• 2.1.2 实验部分
• 2.1.2.1 仪器和试剂
• 2.1.2.2 多孔硅的制备
• 2.1.2.2.1 多孔硅制备的实验装置
• 2.1.2.2.2 多孔硅制备的实验方法
• 2.1.3 结果与讨论
• 2.1.3.1 电解条件的确定
• 2.1.3.1.1 电解液酸度对多孔硅解吸离子化能力的影响
• 2.1.3.1.2 刻蚀电流对多孔硅解吸离子化能力的影响
• 2.1.3.1.3 刻蚀时间对多孔硅解吸离子化能力的影响
• 2.1.3.1.4 多孔硅的二次刻蚀对多孔硅解吸离子化能力的影响
• 2.1.3.2 多孔硅的扫描电镜分析
• 2.1.4 多孔硅应用于MALDI 分析小分子化合物
• 2.1.5 小结
• 第二节 胰蛋白酶衍生化的多孔硅表面解吸离子化飞行时间质谱
• 2.2.1 引言
• 2.2.2 实验部分
• 2.2.2.1 材料和试剂
• 2.2.2.2 样品制备
• 2.2.2.3 多孔硅的制备
• 2.2.2.4 质谱分析
• 2.2.2.5 实验方法
• 2.2.3 多孔硅表面的衍生化
• 2.2.3.1 胰蛋白酶在多孔硅上的固定化
• 2.2.3.2 胰蛋白酶衍生化多孔硅的保存
• 2.2.4 结果与讨论
• 2.2.4.1 多孔硅表面固定化胰蛋白酶的表征
• 2.2.4.1.1 多孔硅表面固定化胰蛋白酶的定性和定量分析
• 2.2.4.1.2 固定化酶米氏常数的测定
• 2.2.4.1.3 胰蛋白酶固定化的多孔硅应用于酶抑制剂的筛选
• 2.2.4.2 胰蛋白酶固定化的多孔硅应用于蛋白质鉴定
• 2.2.4.2.1 酶解时间的影响
• 2.2.4.2.2 固定化胰蛋白酶的多孔硅应用于蛋白质的肽谱分析
• 2.2.5 小结
• 第三节 亚胺二乙酸衍生的多孔硅表面的解吸离子化飞行时间质谱
• 2.3.1 引言
• 2.3.2 实验部分
• 2.3.2.1 实验材料
• 2.3.2.2 多孔硅的制备
• 2.3.2.3 亚胺二乙酸-1，2-环氧-9-庚烯化合物的合成
• 2.3.2.4 亚胺二乙酸-1，2-环氧-9-庚烯衍生化多孔硅的制备
• 2.3.2.5 样品制备
• 2.3.2.6 MALDI-TOF MS 分析
• 2.3.3 结果和讨论
• 2.3.3.1 亚胺二乙酸-1, 2-环氧-9-庚烯在氢终止多孔硅表面的固定化
• 2.3.3.2 阳离子表面活性剂表征衍生化的多孔硅
• 2.3.3.3 衍生化的多孔硅对样品溶液的预处理
• 2.3.3.4 亚胺二乙酸衍生化的多孔硅表面应用于鸡蛋清样品的预处理
• 2.3.4 小结
• 第四节 金属铁离子螯合多孔硅表面的解吸离子化飞行时间质谱
• 2.4.1 引言
• 2.4.2 实验部分
• 2.4.2.1 实验材料
• 2.4.2.2 金属铁离子在亚胺二乙酸修饰的多孔硅表面的螯合
• 2.4.2.3 磷酸化肽段在铁离子螯合多孔硅晶片上的纯化
• 2.4.2.4 MALDI-TOF MS 分析
• 2.4.2.4 样品溶液的制备
• 2.4.3 结果和讨论
• 3+-IDA 衍生化多孔硅对磷酸化肽段萃取条件的优化'>2.4.3.1 Fe³⁺-IDA 衍生化多孔硅对磷酸化肽段萃取条件的优化
• 3+-IDA 衍生化多孔硅应用于磷酸化蛋白β-casein 中磷酸化肽段的分析'>2.4.3.2 Fe³⁺-IDA 衍生化多孔硅应用于磷酸化蛋白β-casein 中磷酸化肽段的分析
• 3+-IDA 衍生化多孔硅应用于混合蛋白酶解产物中磷酸化肽段的分析'>2.4.3.3 Fe³⁺-IDA 衍生化多孔硅应用于混合蛋白酶解产物中磷酸化肽段的分析
• 3+-IDA 衍生化多孔硅应用于磷酸化蛋白α-casein 中磷酸化肽段的分析'>2.4.3.4 Fe³⁺-IDA 衍生化多孔硅应用于磷酸化蛋白α-casein 中磷酸化肽段的分析
• 2.4.4 小结
• 参考文献
• 第三章 基质 DABP 辅助激光解吸离子化飞行时间质谱
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 生物样品和试剂
• 3.2.2 样品制备和酶解
• 3.2.3 质谱分析
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 基质 3, 4-二氨基苯甲酮（DABP）的表征
• 3.3.2 基质DABP 应用于肽段分析
• 3.3.3 基质DABP 抗干扰物能力分析
• 3.3.4 基质DABP 对复杂样品的分析
• 3.3.5 基质DABP 对金属离子加合的抑制作用
• 3.3.6 基质DABP 抑制金属离子加合物形成的机理推测
• 3.3.7 基质DABP 应用于磷酸化肽段的分析
• 3.4 小结
• 参考文献
• 第四章 碳纳米管基质的解吸离子化飞行时间质谱
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器和材料
• 4.2.2 样品制备
• 4.2.3 质谱仪器分析
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 碳纳米管的表征
• 4.3.2 样品点样后碳纳米管层的表征
• 4.3.3 碳纳米管基质的MALDI-TOF MS 应用于小分子化合物的分析
• 4.4 小结
• 参考文献
• 作者简介及博士期间发表论文
• 致谢
• 详细摘要