一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，包括如下内容：步骤一，用引发剂对垂直阵列结构的硅纳米线芯片进行修饰；步骤二，选择合适的引发剂修饰的硅纳米芯片；包括：硅纳米线芯片质谱性能评估和硅纳米线芯片解吸离子化效率评估；步骤三，唾液取样及对唾液中小分子代谢物的质谱检测，得到唾液中的代谢物在0‑1000Da范围内的信息；本发明专利技术利用垂直硅纳米线芯片的纳米结构特性和半导体特性，再通过引发剂材料修饰，降低了芯片的背景噪音，并通过材料表面的相变过程，提高了待分析物的解吸效率，进一步提高了待分析物的信噪比；能够有效得到其在小分子范围的代谢物信息，辅助疾病检测和健康管理。

A method of saliva sample detection based on silicon nanowire chip

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法
本专利技术涉及新材料和质谱检测分析
，特别是一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法。
技术介绍
唾液是一种常见的由腮腺、颌下腺、舌下腺和散在小唾液腺分泌的生物液体，其分泌受神经反射的调节。唾液中内源性有机小分子代谢物含量的变化直观反映了人体代谢状况，进一步反映了人体是否患有代谢性疾病如癌症，糖尿病，痛风等。目前在临床上的代谢物检测中使用的常规生化分析和免疫分析方法仅限于检测葡萄糖、尿素和尿酸等简单代谢物，难以实现多代谢物的并行分析。核磁共振(NMR)和质谱(MS)为两大新型代谢组学分析平台，能够对不同类型的代谢物进行多维度检测分析，相较而言，质谱分析具有高灵敏度、高准确性、高通量的优点，非常适合研究代谢物指纹谱图的改变与疾病发生之间的联系。其中，以基质辅助激光解吸/电离(MALDI)具有耐盐性好、分子带电荷形式简单、谱图分析方便、通量高的特点和优势，适宜于分析血清、血浆、组织等复杂生物样本和临床样本的大数据分析，有望为新一代分子诊断、生物标志物发现、蛋白组学与代谢组学的研究提供新的研究和应用工具。然而传统的MALDI质谱仍存在一些不足，比如由于小分子有机基质的使用带来的在小分子范围检测的严重背景干扰以及分析物与有机基质的共结晶不均匀等问题，这限制了对生物液体在小分子范围内代谢组学的研究。近年来，新型无机基质应运而生，主要包括硅基材料、碳基材料、金属纳米颗粒或基底、金属氧化物和硫化物半导体材料、金属有机框架材料(MOFs)等应运而生。其中，以硅为基底的免基质质谱分析研究较为广泛。其中专利WO2015140243-A1以玻璃片为基底，通过负载一层氧化铟锡(ITO)制备出来的复合材料在分析生物样本中分子量在30-40kDa范围内的脂质或蛋白时具有潜在优势，专利WO2018126230-A1则尝试了多种纳米结构复合的硅材料基底作为免基质分析的材料。尽管多种无机纳米材料能够通过替代有机基质从而避免小分子有机基质的碎片峰带来的背景干扰，但是无机纳米材料本身的背景干扰仍不能忽略。市场需要一种能够具有较高解吸效率，能在降低材料本身的背景噪音的同时提高待分析物的信噪比，适用于复杂生物样本的小分子范围内代谢组学研究的质谱分析芯片，本专利技术解决这样的问题。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，本专利技术利用垂直硅纳米线芯片的纳米结构特性和半导体特性，再通过引发剂材料修饰，降低了芯片的背景噪音，并通过材料表面的相变过程，提高了待分析物的解吸效率，进一步提高了待分析物的信噪比；能够有效得到其在小分子范围的代谢物信息，辅助疾病检测和健康管理。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，包括如下内容：步骤一，用引发剂对垂直阵列结构的硅纳米线芯片进行修饰；步骤二，选择合适的引发剂修饰的硅纳米芯片；包括：硅纳米线芯片质谱性能评估和硅纳米线芯片解吸离子化效率评估；硅纳米线芯片质谱性能评估方法包括：a，以混合脂肪酸标准品溶液为分析对象，在相同能量强度条件下检测其在各个硅纳米线芯片表面的质谱信号，在负离子模式下分析比较各个引发剂修饰的硅纳米线芯片对混合脂肪酸标准品溶液内各个长链脂肪酸的信噪比；b，以唾液混合样本为分析对象，在相同能量强度下检测其在各个硅纳米线芯片表面的质谱信号与信息量，在负离子模式下分析比较各个引发剂修饰的硅纳米线芯片对唾液混合样本内小分子代谢物的信噪比及出峰数量；在相同能量条件下，以混合脂肪酸标准品溶液和唾液混合样本的质谱信噪比最高值所对应的材料为最适宜负离子模式下检测的硅纳米线芯片；硅纳米线芯片解吸离子化效率评估包括：以苄基吡啶辅助判断材料的解吸能力，在线性正离子模式下，比较各个纳米线芯片分别在相同能量条件下，检测得到的苄基吡啶离子总离子强度和保留率，并计算各个能量条件下，材料的内能转换；选择苄基吡啶离子总离子强度和保留率高的引发剂修饰的硅纳米线芯片；步骤三，唾液取样及对唾液中小分子代谢物的质谱检测，收集糖尿病患者静息状态下的唾液，对唾液样本进行离心蛋白等预处理后，冷冻保存备用；测试时，在选择后得到的引发剂修饰的硅纳米线芯片表面滴加唾液样本，自然干燥后固定于靶板上，送入质谱仪于负离子的反射模式下进行检测，得到唾液中的代谢物在0-1000Da范围内的信息。前述的一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，混合脂肪酸标准品溶液包括：月桂酸(C12:0)，棕榈酸(C16:0)，硬质酸(C18:0)，花生酸(C20:0)，木腊酸(C24:0)的混合脂肪酸标准品溶液；唾液混合样本包括：多例健康志愿者唾液混合样本。前述的一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，引发剂包括：含氟聚合物分散液，含氟硅烷，硅氧烷，月桂酸。一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，包括如下内容：步骤一，用含氟聚合物分散液对垂直阵列结构的硅纳米线芯片进行修饰，得到表面有含氟聚合物颗粒的硅纳米线芯片；步骤二，唾液取样；收集糖尿病患者静息状态下的唾液，对唾液样本进行离心蛋白等预处理后，冷冻保存备用；步骤三，对唾液中小分子代谢物的质谱检测；在含氟聚合物分散液修饰的硅纳米线芯片表面滴加唾液样本，自然干燥后固定于靶板上，送入质谱仪于负离子的反射模式下进行检测，得到唾液中的代谢物在0-1000Da范围内的信息。前述的一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，步骤一，用含氟聚合物分散液对垂直阵列结构的硅纳米线芯片进行修饰；具体过程为：将具有垂直阵列结构的硅纳米线芯片依次用去离子水和乙醇洗涤并晾干后，再在表面涂覆一层含氟聚合物分散液，室温下反应30min，用旋涂仪旋干后得到表面有含氟聚合物颗粒的硅纳米线芯片。前述的一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，步骤一，用含氟硅烷对垂直阵列结构的硅纳米线芯片进行修饰；具体过程为：将具有垂直阵列结构的硅纳米线芯片依次用去离子水和乙醇洗涤并晾干后，以甲苯为溶剂，控制严格干燥的条件下与含氟硅烷反应30min，后用甲苯浸泡洗涤15min除去多余的含氟硅烷，晾干后得到表面有含氟硅烷修饰的硅纳米线芯片。前述的一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，步骤一，用易水解的含氨基硅氧烷对垂直阵列结构的硅纳米线芯片进行修饰；具体过程为：将具有垂直阵列结构的硅纳米线芯片依次用去离子水和乙醇洗涤并晾干后，以甲苯为溶剂，控制严格干燥的条件下与含氨基硅氧烷反应30min，后用甲苯浸泡洗涤15min除去多余的含氨基硅氧烷，晾干后得到表面有含氨基硅氧烷修饰的硅纳米线芯片。前述的一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，步骤一，用不易水解的硅氧烷对垂直阵列结构的硅纳米线芯片进行修饰；具体过程为：将具有垂直阵列结构的硅纳米线芯片依次用去离子水和乙醇洗涤并晾干后，再在表面涂覆一层硅氧烷，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，其特征在于，包括如下内容：/n步骤一，用引发剂对垂直阵列结构的硅纳米线芯片进行修饰；/n步骤二，选择合适的引发剂修饰的硅纳米芯片；/n包括：硅纳米线芯片质谱性能评估和硅纳米线芯片解吸离子化效率评估；/n硅纳米线芯片质谱性能评估方法包括：/na，以混合脂肪酸标准品溶液为分析对象，在相同能量强度条件下检测其在各个硅纳米线芯片表面的质谱信号，在负离子模式下分析比较各个引发剂修饰的硅纳米线芯片对混合脂肪酸标准品溶液内各个长链脂肪酸的信噪比；/nb，以唾液混合样本为分析对象，在相同能量强度下检测其在各个硅纳米线芯片表面的质谱信号与信息量，在负离子模式下分析比较各个引发剂修饰的硅纳米线芯片对唾液混合样本内小分子代谢物的信噪比及出峰数量；/n在相同能量条件下，以混合脂肪酸标准品溶液和唾液混合样本的质谱信噪比最高值所对应的材料为最适宜负离子模式下检测的硅纳米线芯片；/n硅纳米线芯片解吸离子化效率评估包括：以苄基吡啶辅助判断材料的解吸能力，在线性正离子模式下，比较各个纳米线芯片分别在相同能量条件下，检测得到的苄基吡啶离子总离子强度和保留率，并计算各个能量条件下，材料的内能转换；/n选择苄基吡啶离子总离子强度和保留率高的引发剂修饰的硅纳米线芯片；/n步骤三，唾液取样及对唾液中小分子代谢物的质谱检测，/n收集糖尿病患者静息状态下的唾液，对唾液样本进行离心蛋白等预处理后，冷冻保存备用；测试时，在选择后得到的引发剂修饰的硅纳米线芯片表面滴加唾液样本，自然干燥后固定于靶板上，送入质谱仪于负离子的反射模式下进行检测，得到唾液中的代谢物在0-1000Da范围内的信息。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，其特征在于，包括如下内容：
步骤一，用引发剂对垂直阵列结构的硅纳米线芯片进行修饰；
步骤二，选择合适的引发剂修饰的硅纳米芯片；
包括：硅纳米线芯片质谱性能评估和硅纳米线芯片解吸离子化效率评估；
硅纳米线芯片质谱性能评估方法包括：
a，以混合脂肪酸标准品溶液为分析对象，在相同能量强度条件下检测其在各个硅纳米线芯片表面的质谱信号，在负离子模式下分析比较各个引发剂修饰的硅纳米线芯片对混合脂肪酸标准品溶液内各个长链脂肪酸的信噪比；
b，以唾液混合样本为分析对象，在相同能量强度下检测其在各个硅纳米线芯片表面的质谱信号与信息量，在负离子模式下分析比较各个引发剂修饰的硅纳米线芯片对唾液混合样本内小分子代谢物的信噪比及出峰数量；
在相同能量条件下，以混合脂肪酸标准品溶液和唾液混合样本的质谱信噪比最高值所对应的材料为最适宜负离子模式下检测的硅纳米线芯片；
硅纳米线芯片解吸离子化效率评估包括：以苄基吡啶辅助判断材料的解吸能力，在线性正离子模式下，比较各个纳米线芯片分别在相同能量条件下，检测得到的苄基吡啶离子总离子强度和保留率，并计算各个能量条件下，材料的内能转换；
选择苄基吡啶离子总离子强度和保留率高的引发剂修饰的硅纳米线芯片；
步骤三，唾液取样及对唾液中小分子代谢物的质谱检测，
收集糖尿病患者静息状态下的唾液，对唾液样本进行离心蛋白等预处理后，冷冻保存备用；测试时，在选择后得到的引发剂修饰的硅纳米线芯片表面滴加唾液样本，自然干燥后固定于靶板上，送入质谱仪于负离子的反射模式下进行检测，得到唾液中的代谢物在0-1000Da范围内的信息。


2.根据权利要求1所述的一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，其特征在于，
所述混合脂肪酸标准品溶液包括：月桂酸(C12:0)，棕榈酸(C16:0)，硬质酸(C18:0)，花生酸(C20:0)，木腊酸(C24:0)的混合脂肪酸标准品溶液；
所述唾液混合样本包括：多例健康志愿者唾液混合样本。


3.根据权利要求1所述的一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，其特征在于，所述引发剂包括：含氟聚合物分散液，含氟硅烷，硅氧烷，月桂酸。


4.一种基于硅纳米线芯片的唾液样本检测方法，其特征在于，包括如下内容：
步骤一，用含氟聚合物分散液对垂直阵列结构的硅纳米线芯片进行修饰，得到表面有含氟聚合物颗粒的硅纳米线芯片；
步骤二，唾液取样；
收集糖尿病患者静息状态下的唾液，对唾液样本进行离心蛋白等预处理后，冷冻保存备用；
步骤三，对唾液中小分子代谢物的质谱检测；
在含氟聚合物分散液修饰的硅纳米线芯片表面滴加唾液样本，自然干燥后固定于靶板上，送入质谱仪于负离子的反射模式下进行检测，得到唾液中的代谢物在0-1000Da范围内的信息。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬建敏，姜欣荣，
申请(专利权)人：杭州汇健科技有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33