MALDI质谱方法技术

MALDI质谱方法包括提供测试组合物，所述测试组合物包含分析物、基质材料、用于基质材料的溶剂和反溶剂，所述组合物有助于在液滴产生之后基质材料在分析物上的结晶。由于结晶，获得了试样的非球形颗粒形态。通过感测形态参数，可以将具有非球形颗粒形态的试样与具有至少基本上球形颗粒形态的试样区分开。根据感测结果，选择具有非球形颗粒形态的试样进行电离和质谱分析。所述反溶剂例如是水，所述溶剂是有机溶剂。在一个实施方案中，所形成的晶体是以水合物形式结晶的。结果，获得了特征丰富的谱图。

MALDI mass spectrometry

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】MALDI质谱方法
本专利技术涉及一种用于分析分析物的MALDI质谱方法，包括以下步骤：-提供包含分析物、基质材料、用于所述基质材料的溶剂的测试组合物；-由所述测试组合物产生液滴，所述液滴被喷射到流路中，所述流路的长度足以实现溶剂的蒸发和基质材料在分析物上沉淀，从而获得试样；-验证每个试样含有预定数量的分析物；-对试样进行电离以获得电离组分，-通过飞行时间质谱仪检测所述电离组分，和-根据检测到的电离组分鉴定所述分析物。本专利技术还涉及一种可以执行所述方法的MALDI质谱仪仪器。本专利技术还涉及基质材料在进行MALDI质谱方法中的用途。
技术介绍
MALDI质谱法是一种强大的分析方法，用于检测分析物，尤其是生物来源的分析物，例如蛋白质、细胞、微生物(例如细菌等)。在本文中MALDI是基质辅助激光解吸电离的缩写。这表明分析物与基质材料结合在一起。在分析物和基质材料结合的下游，使用激光对样品进行电离。通过质谱法检测电离组分。通常，在MALDI板上提供MALDI样品。激光选择MALDI板上的点进行电离。然而，在MALDI板上提供大量的分析物，这妨碍了检测。很容易的是，不止一种类型的细胞存在于MALDI板上。MALDI质谱法的替代实施方案从气溶胶开始。气溶胶可以是存在于气体流(gasstream)中的气溶胶，例如EP1342256B1和EP2210110B1中所公开的。可选地，可通过雾化由液体组合物产生气溶胶。后一种气溶胶方法的实例从D.H.Russell等人，JournalofMassSpectrometry，第31期(1996)，第295-302页获知。测试的蛋白质是牛胰岛素、缓激肽乙酸盐和马的心脏肌红蛋白。将这些蛋白质与基质材料一起溶解在溶剂中。溶剂是添加有至多30％的水的醇。基质是4-硝基苯胺和α-氰基-4-羟基肉桂酸(HCCA)，其是众所周知的MALDI基质材料。雾化在真空下实现以产生由于蒸发被冷却的液滴，并形成重液甚至冰粒。然后通过与加热的干燥管中的气体碰撞使颗粒升温，在加热的干燥管中颗粒的尺寸继续减小且颗粒破碎。发生基质和蛋白质分析物的共结晶。但是，此方法每次测量不使用单一分析物。更特别地，分析物不是细胞的，而是可以与基质材料一起溶解在溶剂中。与其提供气溶胶，更巧妙的是提供液滴的流。然后，可以光学验证每个液滴均含有预定数量的细胞分析物。优选的数量是一个，尽管其他有限的数量也是可行的，例如多达10个细胞分析物，适当地1至5个，例如2或3个。通过限制每个样品的分析物数量，鉴定分析物变得更加容易；即，所得谱图的任何部分来自样品内的哪个分析物不会有任何歧义。为简便起见，将此方法称为“单颗粒MALDT”，而没有任何希望排除每个样品中存在不止一个细胞的选项。WO2010/021548公开了其测试组合物的制备。首先，将给定样品用溶剂或水稀释以获得预定密度。之后，以期望的浓度添加基质材料以获得测试组合物。随后，借助于压电谐振器，例如喷墨印刷设备，由测试组合物产生液滴的流(或束)。在此也可以进行颗粒检测，以确定液滴中存在一个微生物。在WO2010/021548中公开的方法中，颗粒检测是通过荧光进行的，并且优选在添加基质材料之前进行，以防止基质结晶阻碍检测来自微生物的荧光。在使用MALDI质谱方法进行的实验中，发现许多所得的谱图不含有用于鉴定分析物的足够强的特征。通常，在MALDI中，例如在单颗粒MALDI中，将来自各个试样的多个质谱叠加，以获得更好的信噪比和识别微生物的特征。根据其信噪比，将结果称为特征丰富或特征贫乏。关于负面的、特征贫乏的结果，证实所有微生物都被一层MALDI基质包覆。进一步证实所有试样均含有微生物。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于检测分析物(诸如微生物)的改进的MALDI质谱方法，所述分析物以悬浮液形式提供，且其中所述检测方法是特征丰富的，从而能够进行鉴定。因此，本专利技术的另一个目的是提供一种MALDI质谱仪器。本专利技术的另一个目的是提供适用于MALDI质谱方法并能够产生特征丰富的谱图的测试组合物的用途。根据第一方面，本专利技术提供了一种MALDI质谱方法，包括以下步骤：-提供包含细胞分析物、基质材料、溶剂和用于基质材料的水性反溶剂的测试组合物，其中所述测试组合物是分析物的悬浮液，其中所述溶剂的挥发性高于所述反溶剂的挥发性，并且其中所述反溶剂相对于所述溶剂过量存在；-由所述测试组合物产生液滴束，所述液滴具有20至70μm，优选30至60μm的直径并被喷射到流路中，所述流路的长度足以实现溶剂和反溶剂的蒸发以及基质材料在细胞分析物上沉淀，从而获得试样，其中所述测试组合物和液滴直径实现试样的非球形颗粒形态；-任选地，基于表示试样的颗粒形态的形态参数选择要分析的试样；-对任选选择的试样进行电离以获得电离组分，-通过飞行时间质谱仪检测所述电离组分，和-根据检测到的电离组分鉴定分析物。根据第二方面，本专利技术提供了一种MALDI质谱仪器，包括(1)液滴产生设备，用于产生液滴束并设有用于包含细胞分析物、溶剂、反溶剂和基质材料的测试组合物的容器；(2)管状腔室，位于所述液滴产生设备的下游且包括长度足以实现溶剂和反溶剂的蒸发以及基质材料在分析物上沉淀从而获得试样的流路；(3)传感装置，用于测量腔室内的试样的参数；(4)飞行时间质谱仪；(5)电离装置，用于选择性地电离待由质谱仪检测的试样，和(6)处理器，用于基于感测参数选择试样并用于基于质谱仪检测到的电离组分鉴定分析物。本文中，传感装置被配置为用于测量表示试样的颗粒形态的形态参数，且处理器被配置为用于识别试样的形态并基于所识别的形态选择用于电离的试样。根据第三方面，本专利技术提供了测试组合物用于对分析物进行MALDI质谱分析的用途，所述测试组合物包含基质材料和有机溶剂以及水性反溶剂，基质材料溶解在所述溶剂中。所述测试组合物被配置为与细胞分析物混合，然后被喷射为具有20-70μm，优选30-60μm的液滴直径的液滴束，从而在流路中实现基质材料在细胞分析物上的结晶，具有结晶的基质材料的细胞分析物具有基本上非球形的形状。另外，所述基质材料包括芳族环、至少一个能够氢键键合的官能团和C1-C8-烷基链，优选C1-C4烷基链。所述基质材料在反溶剂中的溶解度为至多2mg/ml，优选至多1mg/ml，更优选至多0.5mg/ml。所述溶剂具有比反溶剂更高的挥发性，并且有机溶剂和水性反溶剂以0.03(1:33)至0.33(1:3)，优选0.05(1:20)至0.25(1:4)范围内的质量比存在。本专利技术是基于以下见解：当试样的产生涉及结晶时，特别是产生板状或针状晶体时，产生特征丰富的谱图。在引向本专利技术的研究中使用现有技术的基质材料检测到，基质材料以主要为非晶态形式沉淀在细胞分析物上。当试样形成为几乎单分散的颗粒时，随后的电离和质谱分析(例如通过离子质量分离)不会产生特征丰富的谱图，而是产生基本上不含任何信息的谱图。然而，当改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分析细胞分析物的MALDI质谱方法，包括/n-提供包含所述细胞分析物、基质材料和用于所述基质材料的溶剂的测试组合物，其中所述测试组合物是所述分析物的悬浮液；/n-由所述测试组合物产生液滴束，所述液滴被喷射到流路中，所述流路的长度足以实现所述溶剂的蒸发和所述基质材料在所述细胞分析物上沉淀，从而获得试样；/n-电离所述流路中的至少一些试样以获得电离组分，/n-通过飞行时间质谱仪检测所述电离组分；/n-基于检测到的电离组分鉴定所述细胞分析物，其中：/n-所述测试组合物还包含水性反溶剂，其中所述溶剂具有比所述反溶剂更高的挥发性，并且其中所述反溶剂相对于所述溶剂过量存在，以及/n-所述液滴的直径范围为20至70μm，优选30至60μm，其中以具有指定的液滴直径的液滴形式提供所述测试组合物有助于在液滴产生之后所述基质材料在所述细胞分析物上的结晶，所述结晶实现所述试样的非球形颗粒形态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170518 NL 20189401.一种用于分析细胞分析物的MALDI质谱方法，包括
-提供包含所述细胞分析物、基质材料和用于所述基质材料的溶剂的测试组合物，其中所述测试组合物是所述分析物的悬浮液；
-由所述测试组合物产生液滴束，所述液滴被喷射到流路中，所述流路的长度足以实现所述溶剂的蒸发和所述基质材料在所述细胞分析物上沉淀，从而获得试样；
-电离所述流路中的至少一些试样以获得电离组分，
-通过飞行时间质谱仪检测所述电离组分；
-基于检测到的电离组分鉴定所述细胞分析物，其中：
-所述测试组合物还包含水性反溶剂，其中所述溶剂具有比所述反溶剂更高的挥发性，并且其中所述反溶剂相对于所述溶剂过量存在，以及
-所述液滴的直径范围为20至70μm，优选30至60μm，其中以具有指定的液滴直径的液滴形式提供所述测试组合物有助于在液滴产生之后所述基质材料在所述细胞分析物上的结晶，所述结晶实现所述试样的非球形颗粒形态。


2.如权利要求1所述的MALDI质谱方法，还包括以下步骤：在限定所述喷射的液滴的所述流路的管状腔室中提供层流气流，所述气流优选为空气流。


3.如权利要求1或2所述的MALDI质谱方法，其中所述基质材料在室温下在所述反溶剂中的固有溶解度为至多2mg/ml，优选地至多1mg/ml，更优选地至多0.5mg/ml。


4.如权利要求1至3所述的MALDI质谱方法，其中所述溶剂和所述反溶剂以0.03(1:33)至0.33(1:3)，优选0.05(1:20)至0.25(1:4)范围内的质量比存在于所述测试组合物中。


5.如权利要求1至4所述的MALDI质谱方法，其中所述基质材料包括芳族环、至少一个能够氢键键合的官能团和C1-C8烷基链，优选C1-C4烷基链。


6.如权利要求5所述的MALDI质谱方法，其中所述基质材料选自根据式(I)的2-巯基-4,5-二烷基杂芳烃的组：



其中X是N、S或O，并且其中R1和R2独立地选自氢、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、丙氧基，R1和R2中的至少一个不同于氢。


7.如权利要求5所述的MALDI质谱方法，其中所述基质材料选自任选氰基取代羟基取代的肉桂酸的组的C1-C8-烷基酯的组。


8.如前述权利要求中任一项所述的MALDI质谱方法，其中在电离之前，基于感测参数选择试样，所述感测参数是表示所述试样的颗粒形态的形态参数。


9.如权利要求8所述的MALDI质谱方法，其中所述选择包括评估所述测试颗粒是具有非球形颗粒形态还是具有至少基本上球形颗粒形态。


10.如权利要求8或9所述的MALDI质谱方法，其中感测所述形态参数包括测量所述试样的空气动力学直径和/或确定所述试样的空气动力学直径的标...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷内·雷蒙德·帕琴，格罗德·科内利斯·德·瓦克，
申请(专利权)人：拜斯帕尔有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL