基于吡啶硼酸的原位离子化试剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于吡啶硼酸的原位离子化试剂，以3‑吡啶硼酸为主要有效成分，并配以0.1‑100mM的缓冲溶液及溶剂组成，3‑吡啶硼酸的结构式为：

In situ ionization reagent based on pyridine boric acid and its application

The invention discloses an in-situ ionization reagent based on pyridine boric acid, which takes 3 pyridine boric acid as the main effective component and is composed of 0.1 100mM buffer solution and solvent. The structure formula of 3 pyridine boric acid is as follows:

【技术实现步骤摘要】
基于吡啶硼酸的原位离子化试剂及其应用
本专利技术涉及生物分析领域，特别是涉及一种具有普遍适用性的基于吡啶硼酸的原位离子化试剂及其在质谱、气相离子迁移谱和电泳分析中的应用。
技术介绍
单个糖的定性定量分析，以及糖的混合物的解析，一直是生化分析最重要的难题之一。质谱和电泳是潜在的高通量、高灵敏、和高特异的分析方法；但现有的离子化方法存在结构不确定性，无法用于区分同分异构体。硼酸亲和法在层析等分析方法上已经显示了一定的有效性。但在中性条件下，硼酸和糖的双分子结合常数比较低，不通过高效层析，无法区分常见的同分异构体。MaryK.Yong发表的RapidCommunicationsinMassSpectrometry(2000年)14，pp1530-1537，3-氨基苯基硼酸被应用于即时离子化糖，但该试剂的结合常数较低，也没有区分常见的同分异构体。由于该方法需要质子化氨基苯，所以只能在酸性条件下实现离子化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可在中性和较广的pH范围的水溶液中下对糖和其他双羟基、多羟基，羟氨基等有机化合物有良好的双分子结合能力基于吡啶硼酸的原位离子化试剂及其在质谱、气相离子迁移谱和电泳分析中的应用。本专利技术解决上述技术问题所采用的一个技术方案为：一种基于吡啶硼酸的原位离子化试剂，以3-吡啶硼酸为主要有效成分，并配以0.1-100mM的缓冲溶液及溶剂组成，3-吡啶硼酸的结构式为：所述的缓冲溶液是pH值为6-8的钠磷酸缓冲溶液，也可以是类似的缓冲溶液。所述的溶剂是水或水和有机物的混合溶液。所述的有机物是甲醇，乙醇，乙氰，丁醇和异丙醇。本专利技术解决上述技术问题所采用的又一个技术方案为：上述的离子化试剂在质谱分析中的应用。上述的离子化试剂应用中正离子质谱分析的具体方法是：将离子化试剂和被检测未知物溶液混合，形成均相溶液，离子化试剂中的3-吡啶硼酸是被检测未知物浓度的0.1-1000倍，被检测未知物的浓度相对于混合后的均相溶液为0.001mM到1.0mM，体积为10nLto1.0mL，将混合后的均相溶液进行直接正离子电喷雾离子化，在电喷雾前保证其不能有任何液相分离步骤。上述的离子化试剂应用中的负离子质谱分析的具体方法是：将离子化试剂和被检测未知物溶液混合，形成均相溶液，离子化试剂中的3-吡啶硼酸是被检测未知物浓度的0.1-1000倍，被检测未知物的浓度相对于混合后的均相溶液为0.001mM到1.0mM，体积为10nLto1.0mL，将混合后的溶液进行直接正离子电喷雾离子化，在电喷雾前保证其不能有任何液相分离步骤。本专利技术解决上述技术问题所采用的又一个技术方案为：上述的离子化试剂在气相离子迁移谱分析中的应用。本专利技术解决上述技术问题所采用的又一个技术方案为：上述的离子化试剂在电泳分析中的应用。上述的离子化试剂应用中的的电泳分析具体方法是：根据未知物的酸碱特征，将离子化试剂配制成溶液，使3-吡啶硼酸的浓度是检测物的0.001-1倍。与现有技术相比，本专利技术的优点在于基于吡啶硼酸的原位离子化试剂可在中性和较广的pH范围的水溶液中下对糖和其他双羟基、多羟基，羟氨基等有机化合物有良好的双分子结合能力，能够一步完成原位衍生化的定性定量分析；在正离子观察条件下，吡啶的氮形成稳定质子化中心；在负离子观察条件下，硼酸的硼形成高稳定的负离子中心。两种情况下，糖分子被高效离子化，在质谱里形成高信噪比的糖信号。在多级质谱分析条件下，寡糖和多糖的序列可见检测到。尤其重要的是，运用电泳，质谱中的离子趟度，多级质谱技术时，可以有效地区分糖的同分异构体，例如葡萄糖-果糖；蔗糖-乳糖等，是现有技术无法实现的。本专利技术为吡啶硼酸原位离子化试剂，该试剂在中性和近中性的水溶液和含水的有机混合溶剂中，能够和二醇，三醇，其他双官能团及三官能团分子包括糖分子，氨基酸残基，形成具有可逆共价键的带电离子(图1)。在溶液相中，可通过电泳技术分离和检测这些离子。在质谱分析中，即气相中，通过电喷雾或者其他原位气化离子化技术，这些化合物可生成稳定的、共价结构确定的正离子；或者在可控条件下，共价结构确定的负离子(图2)。这些共价的吡啶硼酸酯类、酰胺类的型的化合物离子，可采用质谱或气相离子迁移谱等方法，该方法操作简便、选择性高，尤其适合用于建立糖和其他相关生物分子的质量、序列和结构的定性定量分析方法，可以提高这类分子在质谱和串联质谱检测器上的检测灵敏度。适合于深入研究这些分子的生物功能，同样适用于食品、医疗和其他生命科学相关的糖类分析。附图说明图1为本专利技术的试剂在电泳分析的中性和近中性的水溶液和含水的有机混合溶剂中形成具有可逆共价键的带电离子的过程示意图；图2为在质谱分析中的气相中生成稳定的共价结构确定的正离子或者在可控条件下共价结构确定的负离子的过程示意图；图3为本专利技术实施例二的正离子质谱图；图4为对本专利技术实施例二的被检测未知物溶液采用核磁共振的方法验证的示意图；图5为对本专利技术实施例二的葡萄糖溶液采用核磁共振的方法验证的示意图；图6为本专利技术实施例二的混合原理示意图；图7为本专利技术实施例二葡萄糖和3-吡啶硼酸形成1：1和1：2硼酸酯的气相离子结构为微量热卡验证示意图之一；图8为本专利技术实施例二葡萄糖和3-吡啶硼酸形成1：1和1：2硼酸酯的气相离子结构为微量热卡验证示意图之二；图9为本专利技术实施例三的负离子质谱图；图10为本专利技术实施例四的蔗糖的正离子质谱图；图11为本专利技术实施例四的乳糖的正离子质谱图；图12为本专利技术实施例五的麦芽三糖吡啶硼酸酯的合成原理示意图；图13为本专利技术实施例五的麦芽三糖的离子质谱图；图14为本专利技术实施例六的1.0mM唾液酸的正离子质谱图。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例一：一种基于吡啶硼酸的原位离子化试剂，以3-吡啶硼酸为主要有效成分，并配以0.1-100mM的缓冲溶液及溶剂组成，3-吡啶硼酸的结构式为缓冲溶液是pH值为6-8的钠磷酸缓冲溶液，在此，磷酸氢钠，磷酸二氢纳为次要成分，也可以是类似的缓冲溶液，而次要成份也将发生变化。溶剂通常是水，也可以是含水量是1％-100％的水和有机物的混合溶液，有机物是甲醇，乙醇，乙氰，丁醇和异丙醇，可根据被检测对象的溶解度加以调节。实施例二：采用正离子质谱分析方法检测和区别葡萄糖酯和果糖酯：将离子化试剂和被检测未知物溶液混合，形成均相溶液，离子化试剂中的3-吡啶硼酸1.5mM的水溶液，葡萄糖或果糖1.0mM，将混合后的均相溶液进行直接正离子电喷雾离子化，在电喷雾前保证其不能有任何液相分离步骤。结果如图3所示，ESI-MS正离子谱图数据(m/z)：268(M+1-2H2O+H)+，355(M+2x1-4H2O+H)+。a.葡萄糖和吡啶硼酸混合物的电喷雾正离子质谱，0.1mM,1:1水和甲醇，形成m/z＝268(1：1)和m/z＝355(1：2)硼酸酯；b.葡萄糖吡啶硼酸酯268离子的二级质谱；c.果糖和吡啶硼酸混合物的电喷雾正离子质谱，相同条件下，只形成m/z＝268(1:1)硼酸酯；d.果糖吡啶硼酸酯268离子的二级质谱。对实施例中被检测未知物溶液采用核磁共振的方法验证的结果如图4和图5所示。本实施例中离子化试剂和被检测未知物溶液混合原理如图6所示，图6中的标号1表示离子试剂。对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于吡啶硼酸的原位离子化试剂，其特征在于以3‑吡啶硼酸为主要有效成分，并配以0.1‑100mM的缓冲溶液及溶剂组成，3‑吡啶硼酸的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种基于吡啶硼酸的原位离子化试剂，其特征在于以3-吡啶硼酸为主要有效成分，并配以0.1-100mM的缓冲溶液及溶剂组成，3-吡啶硼酸的结构式为：2.如权利要求1所述的基于吡啶硼酸的原位离子化试剂，其特征在于所述的缓冲溶液是pH值为6-8的钠磷酸缓冲溶液。3.如权利要求1所述的基于吡啶硼酸的原位离子化试剂，其特征在于所述的溶剂是水或水和有机物的混合溶液。4.如权利要求3所述的基于吡啶硼酸的原位离子化试剂，其特征在于所述的有机物是甲醇，乙醇，乙氰，丁醇和异丙醇。5.权利要求1～4中任一项所述的离子化试剂在质谱分析中的应用。6.权利要求1～4中任一项所述的离子化试剂在气相离子迁移谱分析中的应用。7.权利要求1～4中任一项所述的离子化试剂在电泳分析中的应用。8.如权利要求5所述的离子化试剂应用中的正离子质谱分析的具体方法是：将离子化试剂和被检测未知物溶液混合，形成均相溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡军，俞建成，
申请(专利权)人：宁波盘福生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33