1,1′-联萘-2,2′-二胺检测小分子代谢物的MALDI-MS方法及应用技术

1,1'‑联萘‑2,2'‑二胺检测小分子代谢物的MALDI‑MS方法及应用。所述方法包括：1)将新鲜生物组织制冰冻切片转移至导电载玻片上，进行真空抽干处理，得到组织切片；2)以1,1'‑联萘‑2,2'‑二胺为基质，将基质和溶剂配置成溶液后喷涂至步骤(1)的组织切片上，进行MALDI质谱成像分析；然后对生物组织中不同种类小分子代谢物进行靶向MALDI质谱数据提取，获得其离子强度值。本发明专利技术以1,1'‑联萘‑2,2'‑二胺为基质进行生物组织MALDI‑MS分析，不仅背景干扰低，而且显著提高了小分子代谢物的检测灵敏度，同时，还能够实现生物组织中多种代谢物的同时高覆盖分析。

MALDI-MS Method for Detecting Small Molecular Metabolites with 1,1'-Binaphthalene-2,2'-Diamine and Its Application

【技术实现步骤摘要】
1,1′-联萘-2,2′-二胺检测小分子代谢物的MALDI-MS方法及应用
本专利技术属于质谱检测
，具体涉及1,1′-联萘-2,2′-二胺作为MALDI-MS基质的应用。
技术介绍
本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。小分子代谢物(m/z<1000)是生命体代谢与外界环境共同作用的产物，相较于基因和蛋白，它能够更加直接、准确的反映生物体系的状态。研究显示生物体内含有超过41000种小分子代谢物，这些代谢物在机体发挥生物学功能的过程中起到极其关键的作用，对机体中小分子代谢物进行表征，掌握其分布和变化特征，能够更深层次地理解代谢物在生命活动中的作用和机制。MALDI-MS(基质辅助激光解吸电离质谱，Matrix-assistedLaserDesorptionIonizationMassSpectrometry)技术在脂类、蛋白和多肽等成分的分析中发挥着重要的作用。然而MALDI-MS却一直面临着一个非常重要的问题：对不同化学成分的分析很大程度上依赖基质的选择，传统的芥子酸(SA)、2,5-二羟基苯甲酸(DHB)、α-腈基-4-羟基肉桂酸(CHCA)等基质在MALDI分析过程中容易发生碎裂和分子间缔合等现象，造成m/z<1000的范围内产生严重的背景干扰，严重影响小分子代谢物的分析。近年来，为了克服基质背景干扰的问题，研究者们相继开发出有机小分子(如，9氨基吖啶、质子海绵)、有机盐(如，盐酸萘乙二胺、1,5-萘二胺盐酸盐)、纳米材料(如，碳纳米管、石墨烯)等新型基质材料用于小分子代谢物的分析。这些基质背景干扰低，在小分子代谢物的分析中存在着一定的优势。然而纳米材料制备过程复杂，且成本昂贵，有机盐基质在分析过程中会出现很多同位素峰干扰其他小分子代谢物测定。另外，这些基质在分析低含量的功能代谢物时存在着灵敏度不足的问题。
技术实现思路
针对上述存在的问题，为了提高检测灵敏度，实现小分子代谢物的高覆盖分析，本专利技术旨在提供以1,1′-联萘-2,2′-二胺为基质检测小分子代谢物的MALDI-MS方法及应用。本专利技术以1,1′-联萘-2,2′-二胺为基质，具有背景干扰低，能够显著提高MALDI-MS分析小分子代谢物的检测灵敏度的特点。本专利技术第一目的：提供以1,1′-联萘-2,2′-二胺为基质检测小分子代谢物的MALDI-MS方法。本专利技术第二目的：提供1,1′-联萘-2,2′-二胺作为MALDI-MS基质的应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术公开了下述技术方案：首先，本专利技术公开1,1′-联萘-2,2′-二胺作为MALDI-MS基质的应用，如，对动物组织、植物组织中小分子代谢物的检测、分析等。作为进一步的技术方案，所述小分子代谢物包括：胆碱类(如，胆碱、甘油磷酸胆碱等)、肉碱类(如，肉碱、C2:0肉碱等)、多胺类(如，精胺、亚精胺等)、有机酸类(如，牛磺酸、琥珀酸等)、氨基酸类(如，精氨酸、谷氨酸等)、核苷(如，肌苷、尿苷等)、核苷酸(如，腺苷酸、肌苷酸等)、含氮碱基(如，黄嘌呤、次黄嘌呤等)、脂肪酸(如，亚油酸、花生四烯酸等)、胆固醇(如，硫酸胆固醇等)、黄酮(如，黄芩素、汉黄芩素等)、丹参酮(如，丹参酮I、丹参酮IIA等)、酚酸(如，咖啡酸、阿魏酸等)、多糖(如，植物二糖、植物三糖等)、多肽(如，谷胱甘肽等)、磷脂(如，磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺等)中的任意一种或多种。其次，本专利技术公开一种以1,1′-联萘-2,2′-二胺为基质检测小分子代谢物的MALDI-MS方法，包括如下步骤：(1)将新鲜生物组织制冰冻切片转移至导电载玻片上，进行真空抽干处理，得到组织切片；(2)以1,1′-联萘-2,2′-二胺为基质，将基质和溶剂配置成溶液后置于步骤(1)的组织切片上，进行MALDI质谱成像分析；然后对生物组织中不同种类小分子代谢物进行靶向MALDI质谱数据提取，获得其离子强度值，即得。作为进一步的技术方案，步骤(1)中，所述新鲜生物组织包含动物组织和植物组织。作为进一步的技术方案，所述动物组织切片的厚度为10-18微米(优选12毫米)。切片厚度过厚，在MALDI-MS分析过程中容易受到非靶物的干扰，而且影响小分子代谢物的离子化效率；切片厚度过薄，则易造成组织皱缩，从而无法实现质谱对组织原位的精准分析。作为进一步的技术方案，所述植物组织切片的厚度为6-12微米(优选8毫米)。切片厚度过薄，则易造成组织皱缩，从而无法实现质谱对组织原位的精准分析。由于植物组织有细胞壁，如果切片厚度过厚，容易造成细胞内组分不容易被检测到，且易受非靶物的干扰。作为进一步的技术方案，步骤(1)中，所述导电载玻片为ITO-氧化铟锡导电载玻片，对角线电阻值为20-300Ω(优选40Ω)。作为进一步的技术方案，步骤(2)中，所述溶剂为含三氟乙酸的乙腈-水混合溶液。优选地，所述三氟乙酸的质量浓度为0.1-0.3％。作为进一步的技术方案，所述乙腈-水混合溶液中乙腈和水的体积比为7：3。作为进一步的技术方案，步骤(2)中，所述溶液中基质的浓度为0.2-1mg/mL；优选为0.5mg/mL。作为进一步的技术方案，步骤(2)中，所述将溶液喷涂至组织切片上的方法为：喷涂速率为0.05-0.15mL/分钟，喷涂温度为40-90℃，喷嘴轨道间距为2-5mm，循环喷涂6-12次。优选地，所述喷涂速率为0.10mL/分钟，喷涂温度为80℃，喷嘴轨道间距为3mm，循环喷涂10次。基质的选择和基质覆盖条件都会影响组织中靶分子的质谱分析质量，本专利技术通过不断探索，最终确定上述基质和基质喷涂条件，有助于提高MALDI-MS检测小分子代谢物的灵敏度和覆盖度。与现有技术相比，本专利技术取得了以下有益效果：(1)本专利技术发现，通过以1,1′-联萘-2,2′-二胺为基质进行生物组织MALDI-MS分析，不仅背景干扰低，而且显著提高了小分子代谢物的检测灵敏度。之所以能够提高小分子代谢物的检测灵敏度，与1,1′-联萘-2,2′-二胺在MALDI激光的发射波长355nm处有较强的紫外吸收，且本身的具有的大共轭体系有关。(2)本专利技术发现，以1,1′-联萘-2,2′-二胺为基质，在实现了对小分子物质高灵敏度检测的同时，还能够实现生物组织中多种代谢物的同时高覆盖分析，其中检测到的代谢物种类包括：胆碱、肉碱、多胺、有机酸、氨基酸、核苷、核苷酸、含氮碱基、脂肪酸、胆固醇、黄酮、丹参酮、酚酸、多糖、多肽、磷脂类。(3)采用本专利技术的基质进行检测时，不仅操作简便、灵敏度高，而且小分子代谢物的检测重现性好，质谱响应的相对偏差(RSD)在4.35％-9.45％之间，因此本专利技术具有良好的实际应用价值。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为1,1′-联萘-2,2′-二胺的结构式及其紫外吸收图。图2为1,1′-联萘-2,2′-二胺在正、负离子检测模式下的MALDI-MS质谱图。图3为实施例1中脑组织中代表性小分子代谢物的MALDI-MS质谱检测结果。图4为实施例2中紫花丹参中代表性小分子代谢物的MAL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.1,1'‑联萘‑2,2'‑二胺作为基质在基质辅助激光解吸电离质谱检测中的应用。

【技术特征摘要】
1.1,1'-联萘-2,2'-二胺作为基质在基质辅助激光解吸电离质谱检测中的应用。2.1,1'-联萘-2,2'-二胺作为基质在生物组织中小分子代谢物的基质辅助激光解吸电离质谱检测中的应用。3.如权利里要求2所述的应用，其特征在于，所述生物组织织包含动物组织和/或植物组织。4.如权利里要求2或3所述的应用，其特征在于，所述小分子代谢物包括：胆碱类(优选为胆碱、甘油磷酸胆碱)、肉碱类(优选为肉碱、C2:0肉碱)、多胺类(优选为精胺、亚精胺)、有机酸类(优选为牛磺酸、琥珀酸)、氨基酸类(优选为精氨酸、谷氨酸)、核苷(优选为肌苷、尿苷)、核苷酸(优选为腺苷酸、肌苷酸)、含氮碱基(优选为黄嘌呤、次黄嘌呤)、脂肪酸(优选为亚油酸、花生四烯酸)、胆固醇(优选为硫酸胆固醇)、黄酮(优选为黄芩素、汉黄芩素)、丹参酮(优选为丹参酮I、丹参酮IIA)、酚酸(优选为咖啡酸、阿魏酸)、多糖(优选为植物二糖、植物三糖)、多肽(优选为谷胱甘肽)、磷脂(优选为磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺)中的任意一种或多种。5.一种以1,1'-联萘-2,2'-二胺为基质检测小分子代谢物的MALDI-MS方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将新鲜生物组织制冰冻切片转移至导电载玻片上，进行真空抽干处理，得到组织切片；(2)以1,1'-联萘-2,2'-二胺为基质，将基质和溶剂配置成溶液后置于步骤(1)的组织切片上，进行MALDI质谱成像分析；然后对生物组织中不同种类小分子代谢物进行靶向MALDI质谱数据提取，获得其离子强度值，即得。6.如权利要求5所述的以1,1'...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙成龙，刘伟，王晓，
申请(专利权)人：山东省分析测试中心，
类型：发明
国别省市：山东,37